电子隧穿效应增强金属-绝缘体-半导体结的热导率
半导体器件中界面的存在会显著阻碍热传输,对整体热阻产生不成比例的贡献。然而,在不改变界面结构的情况下,增强界面热传输的方法仍十分有限,因为构成材料的固有电子和声子特性设定了上限。这项工作发现了一种新型热传输路径——电子热隧穿效应,可通过金属-绝缘体-半导体结增强界面热导。通过施加光激发或偏置电压,研究人员在器件运行状态下观测到热导显著提升,为高效的界面散热开辟了新通道。这种电子量子隧穿路径与传统声子介导的界面热传输并行存在,且违背维德曼-弗朗茨定律,因为该路径偏离了扩散传输范式。此外,该团队建立了隧穿失配模型来描述源自隧穿热流的热导增强现象。本研究展示了一种无需界面工程改造的全新热传输机制。这些发现强调了在现实工作条件下理解半导体热特性的必要性。



