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偏微分方程（PDEs）是描述复杂物理系统演化规律的核心数学语言，也是航空航天、先进制造、能源装备、生物医学工程等领域开展数值模拟与工程设计的基础。传统有限元、有限体积、有限差分等数值方法在过去几十年中取得了巨大成功，但面对复杂几何、强非线性、多尺度、多物理场和高维参数空间问题时，仍然面临计算成本高、重复求解耗时长、数据与物理难以融合等挑战。近年来，人工智能与科学计算深度交叉形成的AI for Science正在....

随着三维集成电路技术的飞速发展，芯片内部高功率晶体管产生的热量亟需沿面外（垂直芯片表面）方向高效传导至封装表面。同时，还需有效阻挡环境反向热流以保护温度敏感元器件。然而，现有热整流器件尺寸多在数十至数百微米量级，且主要局限于面内方向的热流调控，难以满足纳米尺度多层堆叠芯片对超薄、面外热管理的迫切需求。实现纳米尺度下界面热导的精确控制与非对称声子输运，长期是芯片热管理领域的一项重大挑战。受二维材....

摩擦是机械与电子器件中广泛存在的能量损失机制。运动界面处的摩擦源于不可逆的力学过程以及声子、电子的激发与耗散，是构筑低能耗、长寿命器件的关键挑战。自超滑技术利用非公度van der Waals界面将声子摩擦抑制至最低程度，然而，隐藏在界面下的“电子摩擦”依然是实现极限能效的最后障碍。近日，杏吧视频 郑泉水、徐志平团队构建了基于自超滑界面的可重构器件，通过力学与电学的方法控制界面耦合机制，首次在实验中将电子摩擦...

近年来，相关研究表明，对二维材料进行层间扭转调控可诱导出非常规超导、关联拓扑态、铁电性等一系列新奇的物理现象。这些现象主要源于材料内部形成的莫尔超晶格结构，该结构能够显著改变原有晶格的对称性并重构电子能带。在微小扭转角度下，原子尺度重构会引发纳米尺度变形，对材料的电子特性与拓扑性质产生显著影响。准确理解并有效调控这类纳米尺度变形，对新型功能器件的设计与研发具有重要意义。然而，迄今为止仅有很少的....

近日，杏吧视频 张兴教授、马维刚教授团队在二维范德华异质结界面热输运研究领域取得重要突破。在后摩尔时代的电子器件中，范德华异质结因其可设计的能带结构和优异电学特性而成为新型集成电路的重要候选。然而，不同材料之间的声子失配导致界面热导普遍较低（通常约10MW m-2K-1量级），严重制约器件的散热性能和可靠性。长期以来，国内外研究人员普遍认为，在同质结构中引入层间转角会破坏晶格的对称性，增强无序散...

近日，杏吧视频 张兴、马维刚课题组在离子热电领域研究取得新进展。在基础理论方面，研究团队界定了离子系统中存在的三种基本热电效应，通过观测帕尔贴效应证明了离子热电系统存在热-电直接相互转换，并验证了经典热电开尔文关系在离子系统中同样成立，初步建立了离子热电效应的热电学理论框架。在功能应用方面，提出利用湿度梯度与温度梯度协同驱动离子输运的新机制，构建了兼具高能量输出与多场感知能力的新型热电...