поиск |
Новости химической науки > Теплопроводность графена16.4.2010 До недавнего времени закономерности, объясняющие особенности теплопроводности графена, находящегося в контакте с другими материалами (вероятно, что именно в таком состоянии он будет применяться в электронике будущего), оставались загадкой.
Результаты нового исследования позволяют говорит о том, что находящийся в контакте с твердой поверхностью графен отличается исключительно высокой теплопроводностью.
Модель схемы, примененной для изучения теплопроводности листочка графена (более горячие области графенового листа отмечены красным, более холодные – синим) на подложке из диоксида кремния. (Рисунок из Science, 2010, 328, 213)
Результаты исследования могут ускорить разработку электронных устройств на основе графена, предлагая экспериментальный метод для измерения и теоретические выкладки для понимания образования и рассеивания теплоты в электронных схемах, некоторые компоненты которых состоят из графена.
Ряд полезных свойств графена, включая его исключительную электропроводность и механическую прочность, обуславливают то, что в настоящее время графен представляет наноматериал, изучению которого посвящено значительное количество исследований. По мере уменьшения электронных устройств и увеличении плотности электронных схем на единицу площади надежность работы такого устройства будет определяться теплопроводностью компонентов микросхемы, рассеивающих тепловую энергию и предотвращающих перегревание электронных компонентов. Несмотря на очевидную важность исследований в области изучения теплопроводности графена, экспериментальные сложности не позволяли изучать теплопроводность графена в достаточном объеме.
Строение, особенности связывания и незначительная атомная масса обуславливают высокую теплопроводность различных аллотропных модификаций углерода, включая алмаз, графит и углеродные нанотрубки. Проведенные ранее исследования свободно подвешенного листа графена показали, что и эта модификация углерода отличается высоким значением коэффициента теплопроводности (К). Определенная для «подвешенного» графена теплопроводность составляла около 5000 Вт/(м*К), что в 2.5 раза больше, чем у прежнего «рекордсмена по коэффициенту теплопроводности» – алмаза. Тем не менее, наиболее вероятно, что при использовании графен будет находиться в контакте с другими материалами.
Для измерения коэффициента теплопроводности в условиях контакта с другими материалами Джае Хун Сол (Jae Hun Seol), Ли Ши (Li Shi) и Родни Руофф (Rodney S. Ruoff) из Университета Техаса разработали микромасштабный электронный термометр и использовал его для измерения теплопроводных свойств двух образцов. Первоначально были изучены свойства композитного материала, представляющего монослой графена на стандартной подложке – диоксиде кремния, затем графен удалили и изучили теплопроводность оставшейся подложки.
Различие между свойствами двух образцов позволило определить, что коэффициент теплопроводности однослойного графена, нанесенного на подложку (при комнатной температуре) составляет около 600 Вт/(м*К). Это значение почти на порядок ниже теплопроводности «подвешенного» графена, однако в два и 50 раза выше теплопроводности применяющихся в современной электронике меди и кремния, соответственно.
Для лучшего понимания различия между термическими свойствами «подвешенного» графена и графена на подложке исследователи изучили две этих системы с помощью компьютерного моделирования. Было обнаружено, что отсутствие стерического соответствия между графеном и подложкой приводит к тому, что фотоны, образующиеся в результате колебаний решетки графена, могут «стекать» в твердую подложку, таким образом понижая коэффициент теплопроводности.
Источник: Science, 2010, 328, 213 метки статьи: #квантовая химия, #нанотехнологии, #физическая химия, #химическая технология, #химия поверхности Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru Комментарии к статье:
Вы читаете текст статьи "Теплопроводность графена" Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru |
Читайте также:
Все новости
23.3.2023 Эта новая молекула обязана своей хиральностью только кислороду. 25.12.2016 Вещества, которые нас порадовали в уходящем году 13.12.2016 Морская вода позволит освободиться от «литиевой иглы» 5.12.2016 Платина с отрицательным зарядом 29.11.2016 В «плоский мир» въехала молекула – колесо со спицами 21.11.2016 Носки превращаются в гибкие хемосенсоры Подписка на новости
Новости компаний
03.04.23
|
Химпром, ПАО
Все новости
Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Новый подход «Химпрома» к чистому воздуху и воде в Чувашии 13.12.22 | Химпром, ПАО «Химпром» присоединился к проекту «Жить и работать в Чувашии» 06.12.22 | Химпром, ПАО «Химпром» взял лидерство в реализации профориентационного проекта УПК 21 Подписка на новости
|