近日，西安建筑科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院新能源電氣材料與儲(chǔ)能技術(shù)培育團(tuán)隊(duì)提出了一種創(chuàng)新的“分子有序設(shè)計(jì)”策略。利用這種方法，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型環(huán)氧樹脂封裝材料，該材料結(jié)合了超高導(dǎo)熱性和卓越的絕緣性能。該研究發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》上，為在極端條件下運(yùn)行的功率器件的可靠性挑戰(zhàn)提供了一種新的解決方案。

隨著功率半導(dǎo)體器件的不斷變得更小、更強(qiáng)大，其封裝材料面臨著越來越嚴(yán)格的熱能和電力管理要求。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)熱性和高絕緣性，這成為工業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵瓶頸。

研究團(tuán)隊(duì)巧妙地選擇有機(jī)分子作為“模板”，在環(huán)氧樹脂體系內(nèi)誘導(dǎo)出高度有序的分子結(jié)構(gòu)。這種有序的排列就像傳熱的“高速公路”，顯著提高了導(dǎo)熱性。同時(shí)，致密的分子堆疊和深能量阱有效地“限制”了高能電子，使材料即使在高溫下也能保持強(qiáng)大的絕緣性，即使在 200 °C 下也能保持可靠。

團(tuán)隊(duì)目前正在探索這種設(shè)計(jì)策略在各種樹脂體系中的通用性，旨在推進(jìn)其在新能源系統(tǒng)和高壓電力設(shè)備中的工程應(yīng)用。