近期，东南大学电子科学与工程学院许国强教授团队在热输运与拓扑物理交叉领域取得重要进展，研究成果以 “Localized dissipation in linear moiré heat transport” 为题发表在《Nature Communications》。该工作首次在无非线性耦合、无动量空间的线性热传导系统中实现莫尔局域效应，为热扩散过程的时空调控提供了新理论框架和实验路线，同时也为揭示基于拓扑输运与莫尔物理的电子器件热管理新机制提供重要参考。
莫尔物理与平带局域机制是近年来拓扑调控与凝聚态交叉领域的热点。其核心是在两层周期结构之间施加一定的旋转角，从而形成更大尺度的莫尔超晶格，并进一步实现电子能带、光学模式等物理过程的可控局域化。
然而，热传导系统因其无动量且无相干性的扩散本质，长期被认为难以实现莫尔效应。通过构建二维双层导热结构并引入空间调制的热导率分布，许国强教授团队突破了上述物理瓶颈，并发现热量传输过程中，在热传导的耗散参数空间中即使了类似能带调控的平带结构与群速度抑制机制。进一步，通过结合热传导过程中的无量纲分析，团队进一步揭示了莫尔调控中的双波矢调控机制，并实现了围绕旋转中心不对称的等效热导率各向异性程度。该研究首次证明线性莫尔结构同样能够构建空间选择性、频率依赖性的热输运模式，这为下一代电子器件热管理、热超材料设计以及非平衡能量调控开辟了全新应用方向。图1展示了双层热传到系统叠加后的莫尔界面结构。
图1. a ~ d 分别展示了在36.87°、22.62°以及30°的等效热导率空间分布；e. 双波矢调控诱导的非对称各向异性程度；f. 不同转角与相对热导率下的傅里叶数分布。
本文基于莫尔热输运理论模型和空间导热结构设计，在界面处直接观测到规律性热场周期纹理（可控扩散模式）、准晶化无序构型下的强局域化热点、角度依赖的热扩散/局域转变。上述发现不仅揭示出莫尔几何驱动热输运的新机制，也证明了热扩散系统同样能够呈现类似固体物理的平带调控学行为。
图2. a ~ c 展示了用于实现线性莫尔热传输的实现方案与实验设计；d ~ f 展示了转角为36.87°、22.62°以及30°的界面温度场分布；g. 归一化莫尔晶格常数与等效佩克莱数的线性关系。
本研究在无动量、无非线性耦合的线性导热体系中实现了莫尔热局域效应，提出了一种通过几何叠层与旋转角度构建可编程热传输模式的新机制，不仅突破了传统热扩散理论框架，也为热物理与拓扑物理交叉研究打开了全新方向。基于此，这一发现有望在高密度芯片散热与区域控温、结构化导热与能量路由、热超材料与热逻辑器件设计等领域发挥重要作用，也可能推动拓扑热输运与声子工程等研究迈向更深层次的功能实现，并可向流体扩散、声学传输、生物与化学质量迁移等多学科系统延展，为新一代热管理技术和能量调控平台提供新的底层思路与应用前景。
东南大学电子科学与工程学院为本论文的第一单位和通讯单位。论文第一作者为许国强教授、杨水华博士和周雪教授；通讯作者包括许国强教授（东南大学）、周雪教授（南京信息工程大学）以及Cheng-Wei Qiu教授（新加坡国立大学）。该研究工作得到了东南大学电子科学与工程学院、东南大学优势理科学科交叉平台以及东南大学大数据中心等平台的支持。
