电子封装和互连技术越来越需要在高功率密度和化学侵蚀性强的服务条件下运行，在这些条件下，金属化层和扩散屏障会同时受到热应力、腐蚀应力和机械应力的影响[1]。铜因其优异的导电性、导热性和可加工性而被广泛用于电子封装和互连导体中，但其耐腐蚀性和耐磨性较差。对于铜导体，保护涂层必须同时实现高效的热量散发、抑制腐蚀和磨损。然而，这些要求本质上是相互矛盾的：提高耐腐蚀性或机械硬度往往以牺牲导热性为代价[2,3]。例如，由于非晶结构、可调的磷含量以及在复杂几何形状上的优异贴合性，无电镍–磷（Ni–P）涂层仍被广泛用作扩散屏障和保护层[4,5]。Ni–P涂层具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，但在严重滑动或酸性攻击下导热性较差[6]。Ni–P涂层的导热系数约为10～50 W/(m·K)，远低于铜（约400 W/(m·K)）。为了缓解这些权衡，人们探索了合金化策略（如NiW–P、NiCo–P、NiB–P）以及加入第二相（如Al?O?、SiC、金刚石和六方氮化硼（h-BN）[7], [8], [9], [10], [11]）。尽管在硬度或耐磨性方面有所改进，但这些复合结构中的界面热阻和扩散屏障性能的退化仍然是持续的瓶颈。
在现有的填料中，h-BN因其高的平面导热性、宽的带隙和出色的化学稳定性而特别吸引人。尽管石墨烯和其他材料也常被用作Ni–P涂层中的增强相，但它们的导电性容易导致电偶腐蚀。因此，h-BN被广泛用作聚合物基体和金属基复合材料中的导热但电绝缘相[12], [13], [14], [15], [16]。同时，基于多巴胺的表面化学和含金属的多巴胺结构已成为固定BN片层、调节界面化学和实现多种基底上无电金属化的多功能平台[17,18]。然而，在常见的Ni–P和聚合物复合材料中，h-BN主要作为一种物理分散且化学惰性的填料。结果，金属–BN之间的键合、界面电荷分布和Ni/BN接头处的热边界电阻仍然定义不明确，限制了热量、离子和应力在界面上的传输效率与可靠性。
最近在羟基化、纳米结构和化学改性的h-BN涂层方面的进展表明，通过对BN化学性质和拓扑结构的精确控制，可以显著改善环氧树脂、PTFE及相关复合系统的机械强度、摩擦行为和耐腐蚀性[19], [20], [21], [22], [23]。受生物启发的界面功能化结合非渗透性BN填料结构（如BN混合物和物理改性的BN片层）可以同时促进厚度方向的屏障曲折度和界面钝化，同时保持横向的热扩散路径，这些原理在这里被扩展到无电Ni–P/BN金属化[24], [25], [26], [27]。同时，水相剥离、羟基化和缺陷工程技术的进步使得具有定制表面功能的可分散BN纳米片层更容易获得，用于催化和界面工程[28]。来自石墨烯和其他二维填料基复合材料的见解进一步表明，声子传输和介电稳定性不仅受填料本身性质的影响，还受网络连续性、界面键合和非渗透性结构的影响[29,30]。此外，关于碱辅助BN剥离和MoS?/h-BN纳米添加剂的研究表明，BN片层可以在滑动接触下主动调节边界润滑机制和第三体形成，而不仅仅是作为被动的固体润滑剂[31], [32], [33], [34], [35], [36], [37]。
基于此背景，本研究打破了将h-BN视为惰性第二相的传统观念。相反，在无电共沉积之前，h-BN被重新配置成一种由配位定义的、含金属的二维构建块。通过在BN纳米片上化学印迹Ni–儿茶酚配位和表面电荷，建立了一个程序化的h-BN/Ni–P界面，通过沉积时间系统地调节界面键合、拓扑结构和连通性。这种结构使得在Cu/Ni–P/BN金属化堆栈中同时调节声子传导、离子传输和第三体力学成为可能，为先进电子互连涂层中的热管理、耐腐蚀性和摩擦耐久性提供了统一的解决方案。
