Graphene lapisan tunggaldikenali sebagai "Raja Bahan" kerana struktur kekisi sarang lebah dua dimensi yang unik dan ciri-ciri band elektronik, yang mempamerkan prestasi yang sangat baik dalam kekonduksian dan kekonduksian terma. Berikut adalah analisis terperinci tentang kekonduksian dan kekonduksian terma:
Kekonduksian
Kekonduksian Ultra Tinggi:
1. Kekonduksian graphene tunggal boleh mencapai ~ 10 ⁶ s/m (pada suhu bilik), jauh melebihi tembaga (~ 5.9 × 10 ⁷ s/m), tetapi disebabkan ketebalannya yang sangat nipis (0.34 nm), rintangan lembaran perlu dipertimbangkan dalam aplikasi praktikal.
2. Rintangan permukaan serendah ~ 30 Ω/sq (tanpa doping), dan boleh dikurangkan lagi kepada ~ 10 Ω/sq oleh doping kimia (seperti asid nitrik).
Ciri -ciri pembawa:
1. Zero Bandgap Semiconductor: Band valensi dan band konduksi bersentuhan di titik Dirac, membentuk hubungan penyebaran linear (hubungan E-K adalah kon, dikenali sebagai "Dirac Cone").
2. Pembawa caj adalah fermions Dirac yang tidak berkesudahan dengan mobiliti yang sangat tinggi (~ 20000 cm ²/(v · s) pada suhu bilik), jauh melebihi silikon (~ 1400 cm ²/(v · s)).
3. Purata laluan bebas elektron boleh mencapai tahap mikrometer (apabila terdapat beberapa kecacatan), dan pengangkutan balistik adalah penting di mikroskop.
Mempengaruhi faktor:
1.Defects, kekotoran (seperti kumpulan berfungsi oksigen), atau interaksi substrat dapat mengurangkan kadar penghijrahan.
2. Apabila suhu meningkat, penyebaran phonon meningkat dan kekonduksian sedikit berkurangan.
Kekonduksian terma
Kekonduksian terma ultra tinggi:
1. Kekonduksian terma pada suhu bilik mencapai ~ 4000-5000 w/(m · k) (untuk sampel bebas kecacatan yang digantung), yang lebih daripada 10 kali tembaga (~ 400 w/(m · k)).
2. Kekonduksian terma pesawat mendominasi, manakala keluar dari kekonduksian terma satah sangat lemah (~ 10 w/(m · k)).
Mekanisme pemindahan haba:
1.Mengerahkan yang dijalankan oleh fonon (getaran kekisi), terutamanya fonon gelombang panjang yang menyebarkan sangat sedikit dalam kisi yang sempurna.
2. Fonon optimum menyumbang kepada kekonduksian terma, tetapi fonon frekuensi tinggi mempamerkan penyebaran yang dipertingkatkan pada suhu tinggi (> 300 K).
Mempengaruhi faktor:
1. Interaksi substrat (seperti substrat SIO ₂ dapat mengurangkan kekonduksian terma kepada ~ 600 w/(m · k)) atau kecacatan (kekosongan, penyebaran tepi) dengan ketara mengurangkan kekonduksian terma.
2. Ketergantungan: Pada suhu yang rendah, kekonduksian terma meningkat dengan peningkatan suhu (phonon phonon scattering lemah), dengan puncak yang muncul pada ~ 100 K dan kemudian menurun.
| Prestasi |
graphene tunggal lapisan |
Tembaga |
silikon |
|
Kekonduksian (s/m) |
10 ⁶ |
5.9×10⁷ |
10⁻³ -10³ |
| Kekonduksian terma (w/(m · k)) |
4000-5000 |
400 |
150 |
1. Aplikasi Konduktif: Elektrod fleksibel, transistor frekuensi tinggi (peranti terahertz), filem konduktif telus (menggantikan ITO).
2. Aplikasi pengaliran thermal: Bahan antara muka haba, salutan pelesapan haba (seperti pelesapan haba 5g cip).
Sat Nano adalah pembekal terbaik serbuk graphene lapisan tunggal di China, kami menawarkan serbuk dan penyelesaian, jika anda mempunyai sebarang pertanyaan, sila hubungi kami di sales03@satnano.com
