“未来芯片”极客中心本科生招募

中心简介

“未来芯片”极客中心在校团委的资助下依托工程科学学院微纳米热能输运与转换研究所建设，围绕高功率芯片散热材料及系统开发，为本科低年级学生提供跨学科科研实践平台。中心以真实工程问题为指引，将理论计算、材料制备、热物性表征和应用贯通起来，引导学生在完整研究过程中开阔视野，提升科研能力，培养创新意识和团队协作意识。

设立背景

随着半导体与新能源产业的迅猛发展，电子元器件正加速向高功率、高集成度演进。热量在有限空间内急剧积聚，不仅导致器件性能下降，更可能引发热失控——高效散热材料与热管理系统，因此成为产业界最迫切的需求之一。在这一时代命题下，“未来芯片”极客中心应运而生。

研究方向

团队科研方向主要涵盖微纳热输运与热功能材料两大核心领域。在微纳热输运方面，致力于半导体材料及界面的基础热物性分析，综合采用机器学习筛选、结构合成、分子动力学模拟和超快激光测量等前沿手段，深入探究微观尺度下的热输运机制。在热功能材料方面，面向芯片散热实际需求，开展热界面材料等高导热（或绝缘）材料的制备，以及导热网络结构设计、热物性测量与材料热-力耦合性能分析，为突破芯片热管理瓶颈提供坚实的材料基础与技术支撑。

开放课题

在光模块等高功率器件中，热界面材料既要在工作状态下快速导热，又要适应装配公差，并满足反复插拔、耐磨损等工程要求。中心拟探索温控接触式热界面材料，利用材料随温度变化产生的可控体积伸缩，使界面接触状态能够随器件工作状态自动调节：在非工作状态下，界面接触压力较小，便于安装、拆卸与更换；处于工作状态时，器件温度由室温升至工作温度后，材料发生热膨胀，填充界面间隙，提高接触压力并降低界面热阻，实现良好的传热功能。 

研究内容与技术路线

1. 理论计算与多尺度模拟

建立传热模型，分析材料热导率、热膨胀系数、厚度与接触压力对界面热阻的影响；使用 ANSYS、COMSOL、MATLAB 等工具开展参数分析和方案优化，结合分子动力学模拟理解微纳尺度传热机理。

2. 材料制备与结构调控

围绕高热膨胀聚合物基体、适温相变材料及高导热绝缘材料，开展复合材料配方设计与工艺优化，获得可控热膨胀、良好导热和绝缘性能的温控接触式热界面材料。

3. 热物性表征与器件测试

测量热导率、热膨胀系数、界面热阻及循环稳定性，构建芯片测试模型，评估材料在不同温度、压力和装配状态下的散热表现。

4. 主动式机械结构设计

通过结构设计来满足全部或者大部分的公差填充和消除，在此基础上进一步结合材料，对整个结构系统进行热仿真模拟，筛选关键参数的最佳组合。

加入我们的三大理由

1. 立足国际前沿，紧扣国家需求

后摩尔时代，功耗剧增导致热管理成为全球集成电路发展的共性瓶颈。本项目立足国际前沿，针对我国航空航天、5G通信等国家战略领域高功率电子器件的热管理难题，致力于突破高性能热界面材料核心技术，回应国家尖端电子工业发展的重大需求。

2. 汇聚顶尖团队，构筑硬核支撑

极客中心的科研力量来自微纳米热能输运与转换研究所。该团队现有国家级青年人才4名，博士后1名，在读博士/硕士50余人，核心成员在Science、Nature、PRL等顶刊发表一作/通讯论文100余篇，具备雄厚的跨学科科研实力。团队坚持科教融合，已指导本科生承担多项科研项目（含国自然本科生基金及大研大创项目），发表高水平论文，为项目推进提供坚实的人才与学术支撑。

3. 贯通科技产研，赋能全面发展

依托“未来芯片”极客中心，构建“学工具、进课题、建思维、解问题”的本科生科研培养体系。围绕高功率芯片散热材料及系统开发，促进科技产研融合。项目预期形成高水平论文、专利等科研成果，并鼓励学生参加互联网+创新创业大赛、挑战杯、大学生创新创业大赛等省级、国家级创新创业大赛，全面提升本科生科研与创新能力。

招募对象与基本要求

· 预计招募本科低年级学生 5 至 10 人，面向工程科学学院、化学与材料科学学院、物理学院和少年班学院等院系。

· 具有材料、机械、物理学、工程热物理、力学、电子、化学、计算机等相关专业背景

· 对 机器学习，ANSYS、COMSOL、MATLAB ，Materials Studio，LAMMPS，GPUMD，VASP等计算与仿真软件，或化学合成、复合材料制备、热物性测试等方向具有浓厚兴趣。

加入我们

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