姓名	岗位、职责	联系方式
张刚	责任教授，属地负责人	gangzhang@bit.edu.cn
杜春保	属地联系人	duchunbao218@126.com

三、团队创新成果

1.纳米体系热传导中的新奇物理效应

微纳米体系中出现了很多与宏观体系中不同的新奇物理现象，例如半导体超晶格中特有的宏观及微观界面声子模式。此外，在改变某些纳米材料中温度梯度的方向时，热流值会随之变化，即出现热整流现象。这些都是在宏观体系中所没有的新奇物理效应，也称为纳米材料中的反常热传导。

 

代表性论文：

[1] 段文晖，张刚. 纳米材料热传导. 科学出版社，2017.

[2] 张刚，段文晖, 纳米材料热传导中的新奇物理效应, 《物理》, 49(10), 668-678 (2020).

[3] Size-Dependent Phononic Thermal Transport in Low-dimensional Nanomaterials, Physics Reports, 860, 1–26 (2020).

[4] Anomalous strain effect on the thermal conductivity of low-buckled two-dimensional silicene, National Science Review, 8(9), nwaa220,

[5] Phononic Weyl pair, phononic Weyl complex, phononic real Chern insulator state, and phononic corner modes in 2D Kekulé-order graphene, Applied Physics Reviews, 10, 031416 (2023).

2.多物理场耦合下的动态可逆热调控   

可逆动态热调控在集成电路热管理、新能源产业、航空航天等领域有着广泛的应用前景。本团队系统研究了铁电材料、铁磁材料、纳米材料和纳米结构、聚合物和相变材料等五种不同类型固体材料热开关的机制与性能，探讨了不同的控制方法及提高其热开关性能的潜在机制。   

代表性论文：

[1] Actively and reversibly controlling thermal conductivity in solid materials, Physics Reports 1058, 1–32 (2024).

[2] Spin-gapless semiconductors for future spintronics and electronics, Physics Reports, 888, 1-57 (2020).

[3] Giant Thermal Switching in Ferromagnetic VSe2 with Programmable Switching Temperature, Nanoscale Horizons, 8, 202-210, (2023).

[4]  Manipulating interfacial thermal conduction of 2D Janus heterostructure via a thermo-mechanical coupling, Advanced Functional Materials, 32(18), 2110846 (2022).

[5] Thermo-mechanical correlation in two-dimensional materials, Nanoscale, 13, 1425 (2021).

3.人工智能加速的材料设计研发

热电材料为余热回收和制冷提供了固态解决方案。在过去的几十年里，人们投入了相当大的精力来提高热电材料的性能，这需要优化多种相互关联的性能。近年来，本团队应用人工智能技术到热电体系上，优化了多个体系的物理参数以得到最大化的热电转换效率。2022年，本团队发起主办了《智能材料设计国际会议》，以人工智能深度学习预测新材料和性质为主题，目前已成功举办了三次系列会议，邀请海内外数百位专家学者，推动了这一前沿科技领域的国际交流。

 

代表性论文：

[1] Machine Learning Approaches for Thermoelectric Materials Research. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 1906041.

[2] Material Platforms for Defect Qubits and Single Photon Emitters, Applied Physics Reviews 7, 031308 (2020).

[3] Artificial Intelligence for Materials Science, Tian Wang, Yuan Cheng, Gang Zhang, Springer, 2021.

4.热管理材料的应用与产业化

集成电路芯片产业发展处于“后摩尔时代”，电子封装技术不断创新提高是牵引电子芯片与系统集成发展进步的关键之一。面向算力基础设施、车规级功率电子、航空航天与极端环境等重大需求，先进封装正由“器件互连”走向“系统实现”，以异质集成、Chiplet/3D-IC、系统级封装（SiP）为代表，提供高带宽、低时延、低寄生与高吞吐量的整体解决方案，并实现互连与散热的协同设计与验证。针对国家重大战略场景，电子封装正广泛赋能多领域：在数据中心与人工智能计算中，通过高带宽异质集成与3D-IC显著提升算力密度，降低能效；在新能源汽车与可再生能源变换系统中，依托高热导基板与低温高可靠互连实现功率模块的小型化、长寿命与高可靠；在航空航天、深海与极端环境装备中，以耐高温、抗辐照、抗冲击与高气密封装保障长期可靠运行。上述应用牵引材料—工艺—装备协同创新，形成标准化评价与工程化体系，加速关键技术规模化与产业化。

代表性成果：

[1] 一种可用于低温固态互连技术的表面态纳米氧化银的制备方法, ZL 2022 1 0806826.1 （发明专利）。

[2] 一种铜/银基固溶体复合凸点的互连方法及互连结构，ZL 2024 1 1188988.9 （发明专利）。

[3] 一种基于超声激光耦合作用机制的微连接系统，：ZL 2024 1 1536676.2 （发明专利）。

[4] 项目《银络智芯-先进电子封装“三高”导电银胶》在第十四届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛全国总决赛中荣获金奖。

[5] 项目《银构芯生--3D异质集成高可靠封装互连材料技术》在“青创北京”2025年挑战杯首都大学生课外学术科技作品竞赛获得主赛道特等奖。