Новости Библиотека Учёные Ссылки Карта сайта О проекте


Пользовательский поиск







13.05.2010

Многослойный графен сохраняет отличные теплоотводящие свойства

Группа исследователей из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) выполнила измерения коэффициента теплопроводности подвешенного графена, в которых материал продемонстрировал не слишком сильное снижение показателей при увеличении числа слоёв атомов углерода.

Графен, подвешенный над бороздкой. По краям располагаются металлические теплоотводы. (Иллюстрация Александра Баландина.)
Графен, подвешенный над бороздкой. По краям располагаются металлические теплоотводы. (Иллюстрация Александра Баландина.)

Возможность использования графена для отвода тепла от элементов кремниевой электроники обсуждается довольно давно. В опытах, проведённых в 2008 году, коэффициент теплопроводности подвешенного однослойного графена при комнатной температуре достигал 3000–5000 Вт•м-1•К-1. Это значение превосходит показатели алмаза, одного из лучших проводников тепла.

Но до настоящего момента никто не пытался выяснить, как изменятся характеристики материала при переходе от двумерной конфигурации к трёхмерной — при добавлении слоёв атомов углерода. Получать многослойный графен проще, а потому с практической точки зрения он более интересен, чем однослойный.

Авторы рассматриваемой работы оценили свойства графена с числом слоёв от 2 до 10. Плёнка материала подвешивалась над бороздкой, проделанной в подложке из кремния и диоксида кремния, и нагревалась излучением аргонового ионного лазера, а измерения коэффициента теплопроводности проводились по бесконтактной методике, основанной на рамановской спектроскопии.

Результаты экспериментов (иллюстрация из журнала Nature Materials)
Результаты экспериментов (иллюстрация из журнала Nature Materials)

Как выяснилось, коэффициент теплопроводности действительно заметно снижается с увеличением количества слоёв, но даже в случае четырёхслойного графена остаётся на уровне 1 300 Вт•м-1•К-1. Обычная медь, к примеру, даёт всего 400, а тонкая медная плёнка — лишь 250 Вт•м-1•К-1.

Разумеется, на практике графен будет находиться не в свободном состоянии, а в контакте с другими материалами, вследствие чего значение коэффициента теплопроводности будет ещё меньше. Авторы опубликованной месяц назад работы утверждали, что в таких условиях однослойный графен показывает коэффициент около 600 Вт•м-1•К-1. Впрочем, даже при совместном действии двух указанных неблагоприятных факторов графен, по расчётам руководителя нового исследования Александра Баландина, будет иметь преимущество над медью.

Полная версия отчёта опубликована в журнале Nature Materials; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Дмитрий Сафин


Источники:

  1. КОМПЬЮЛЕНТА





Rambler s Top100 Рейтинг@Mail.ru
© Злыгостев Алексей Сергеевич, 2001-2017
При копировании материалов активная ссылка обязательна:
http://nplit.ru 'NPLit.ru: Библиотека юного исследователя'