الدمج ثلاثي الأبعاد أمر حيوي لدارات التكامل من الجيل التالي، ومع ذلك فإن إدارة الحرارة تظل تحديًا بسبب البيئة المعقدة للواجهة. وبفضل الموصلية الحرارية العالية، يُعتبر نيتريد الألمنيوم (AlN) طبقة عزلة واعدة لهياكل الفتحات عبر السيليكون، إلا أن سلوكه الحراري على الحدود مع أقطاب النحاس (Cu) لا يزال غير مفهوم بشكل كافٍ. في هذا البحث، نحقق في نقل الفونونات عبر واجهات AlN-Cu غير المرتبطة التي تحكمها تفاعلات فان دير ووالس (vdW) باستخدام إمكانية التعلم الآلي (MLP) المدربة على بيانات نظرية الكثافة الوظيفية (DFT). تعيد الـ MLP بشكل دقيق إنتاج تشتت الفونونات بمستوى DFT، وعلاقات الطاقة والحجم، وطاقة الارتباط بين السطوح. تُظهر محاكاة الديناميكا الجزيئية غير المتوازنة قيم المقاومة الحرارية الإجمالية بمقدار 10-14 م² كيلفن/جيجا واط عند درجة حرارة الغرفة، وهو تقريبًا أقل بخمس مرات من القيم التي تم الحصول عليها باستخدام الإمكانات التجريبية وفي توافق ممتاز مع البيانات التجريبية لواجهات أشباه الموصلات والمعادن المماثلة. على عكس الإمكانات التجريبية، تتوقع الـ MLP زيادة المقاومة الحرارية مع ارتفاع درجة الحرارة، بسبب تليين الفونونات وعدم توافق الاهتزازات. تؤكد تحليلات التحلل الطيفي انخفاض موصلية الفونونات الحرارية عند درجات حرارة مرتفعة. يقدم هذا العمل رؤى أساسية حول واجهات أشباه الموصلات والمعادن ذات الروابط الضعيفة وإرشادات لإدارة الحرارة في الأنظمة المتكاملة ثلاثية الأبعاد.
درس وانغ وآخرون (سون) هذا السؤال.