近日，学会副理事长单位南京师范大学先进热管理技术与功能材料团队负责人刘晨晗教授领衔项目“新型固态热调控关键技术”获得2024年度中国工程热物理学会自然科学二等奖。主要完成单位南京师范大学、东南大学南京师范大学，主要完成人刘晨晗、赵云山、吴超、杨决宽、陈云飞。

随着高热流、热冲击和微重力等极端热环境常态化，温度因素引起电子器件故障占比已超55%，集成电路、电子对抗及航空航天等领域面临严峻热管理挑战。亟需开发快速、精准的热流调节技术以稳定温度。固态热调控直接改变材料热物性，热流调节能力强、且不受重力影响，为解决当前半导体电子器件热管理挑战提供变革性方案。然而，热载流子声子是一种准粒子，难以与外界激励直接耦合，其调控是国际公认难题。由于热流的矢量特性：强度、速率与方向，固态热调控受限于三大共性基础科学问题：（1）强化调控微观声子机制；（2）可逆调控热力学演化行为；（3）逆向调控熵工程理论。因此，亟需在基础理论与关键技术层面创新突破，实现热输运强化、可逆和逆向的全方位多维度调控，满足电子器件日益严峻的热管理需求。

项目围绕固态热调控展开，以“理论框架设计—关键技术开发—热功能器件研制”为主线，建立了模式熵变热调控新理论、开发了可逆热调控新技术、研制出高性能热开关器件，为固态热调控的发展奠定了坚实的基础。完成人在固态热调控领域发表论文100余篇，其中10篇代表作发表于Science、Nat. Commun.、Adv. Funct. Mater.、Acta Mater.、Sci. China Phys. Mech.和Int. J. Heat Mass Tran.等。施引者包括美国工程院院士Darrell G. Schlom教授、欧洲科学院院士Baowen Li教授、中国科学院院士张统一教授等，施引文献包括Nature、Nat. Nanotechnol.和Nat. Mater.等。10篇代表作被Web of Science数据库他引292次，成果被评价为“开发了一个有用的热开关（a useful thermal switch）”、“固态制冷领域的突破（A breakthrough）”。

项目研究成果应用在国内龙头科技公司EUV光刻机Mo/Si反射膜热损伤机制研究中。完成人建立了Mo/Si纳米多层反射膜光热耦合模型，系统揭示了热致压实行为的判据机制，明确提出了满足10年服役周期的EUV光刻关键参数，为国产EUV反射膜芯片的热稳定性设计提供了理论支撑。相关成果入选“2023中国芯片科学十大进展”十大提名奖。