在芯片制造领域，不同材料层之间存在的粗糙连接结构，长期以来严重阻碍了热量的有效传导，成为制约器件性能提升的核心障碍。
近期，由郝跃院士与张进成教授领衔的研究团队取得重要进展。他们开发出一项创新技术，成功将原本粗糙不平的“岛状”界面，改造为原子级别的平整“薄膜”结构。这一变革显著提升了芯片的散热能力，并带来了器件性能的飞跃。这项为半导体材料的高质量集成提供了全新解决方案的成果，已发表于国际权威期刊《自然·通讯》与《科学进展》。
团队负责人张进成教授解释道，传统半导体芯片中晶体成核层的表面起伏不定，这直接影响了散热效率。热量若无法及时散出，会形成局部高温区域，不仅导致芯片性能衰减，严重时还可能造成器件永久性损坏。自相关成核技术获得诺贝尔奖认可以来，这一界面散热难题始终未能得到根治，一直是限制射频芯片功率提升的关键因素。
研究团队首创了“离子注入诱导成核”技术，通过该方法，将材料生长过程中原本随机、不均匀的成核模式，转变为精准、可控的均匀生长。实验数据表明，采用新结构形成的界面，其热阻值仅为传统结构的三分之一。
基于此项技术制备出的氮化镓微波功率器件，性能表现卓越。在X波段和Ka波段，其输出功率密度分别达到了每毫米42瓦和每毫米20瓦，将国际同类器件的性能纪录提升了30%至40%。这一突破意味着，在芯片面积不变的情况下，相关电子设备的探测距离可以大幅增加，通信基站的覆盖范围也将更广，同时能耗得以降低。
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