Tek katmanlı grafenİletkenlik ve termal iletkenlikte mükemmel performans sergileyen eşsiz iki boyutlu petek kafes yapısı ve elektronik bant özellikleri nedeniyle "Malzemelerin Kralı" olarak bilinir. Aşağıdakiler iletkenliğinin ve termal iletkenliğinin ayrıntılı bir analizidir:
İletkenlik
Ultra yüksek iletkenlik:
1. Tek katmanlı grafenin iletkenliği, bakırın (~ 5.9 × 10 ⁷ s/m) çok fazla aşan ~ 10 ⁶ s/m'ye (oda sıcaklığında) ulaşabilir, ancak son derece ince kalınlığı (0.34 nm) nedeniyle tabaka direncinin pratik uygulamalarda dikkate alınması gerekir.
2. yüzey direnci ~ 30 Ω/sq kadar düşüktür (doping olmadan) ve kimyasal doping (nitrik asit gibi) ile ~ 10 Ω/metrekareye indirgenebilir.
Taşıyıcı özellikleri:
1.zero Bandgap Semiconductor: Valans bandı ve iletim bandı Dirac noktasında temasa geçerek doğrusal bir dispersiyon ilişkisi oluşturur (E-K ilişkisi koniktir, "Dirac konisi" olarak bilinir).
2. Şarj taşıyıcıları, çok yüksek silikon (~ 1400 cm ²/(V · S)), aşırı yüksek hareketliliğe (~ 20000 cm ²/(V · S)) çok yüksek hareket kabiliyetine (~ 20000 cm ²/(v · s)) sahip kütlesız direk fermiyonlardır.
3. Ortalama elektron yolu mikrometre seviyesine ulaşabilir (az sayıda kusur olduğunda) ve mikro ölçekte balistik taşıma önemlidir.
Etkileyen faktörler:
1. Kafalar, safsızlıklar (oksijen fonksiyonel grupları gibi) veya substrat etkileşimleri göç oranlarını azaltabilir.
2. Sıcaklık arttığında, fonon saçılması artar ve iletkenlik hafifçe azalır.
Termal iletkenlik
Ultra yüksek termal iletkenlik:
Oda sıcaklığında termal iletkenlik, bakırın 10 katından (~ 400 w/(m · k)) daha fazla olan ~ 4000-5000 w/(m · k) (askıya alınmış kusursuz örnekler için).
2. Düzlemde termal iletkenlik baskınken, düzlem dışı termal iletkenlik son derece zayıftır (~ 10 w/(m · k)).
Isı transfer mekanizması:
1.Phonon (kafes titreşimleri) tarafından gerçekleştirilir, özellikle uzun dalga fononları mükemmel bir kafes içinde çok az dağılır.
2. Optik fononlar termal iletkenliğe daha az katkıda bulunur, ancak yüksek frekanslı fononlar yüksek sıcaklıklarda (> 300 K) artmış saçılma sergiler.
Etkileyen faktörler:
Substrat etkileşimi (SIO ₂ substrat gibi termal iletkenliği ~ 600 w/(m · k) 'ya indirebilir) veya kusurlara (boşluk, kenar saçılması) termal iletkenliği önemli ölçüde azaltabilir.
Sıcaklık bağımlılığı: Düşük sıcaklıklarda, termal iletkenlik artan sıcaklık (fonon fonon saçılması zayıf), ~ 100 K'da görünen ve daha sonra azalır.
| Performans |
tek katmanlı grafen |
bakır |
silikon |
|
İletkenlik (S/M) |
10⁶ |
5.9 × 10⁷ |
10⁻³-10³ |
| Termal iletkenlik (w/(m · k)) |
4000-5000 |
400 |
150 |
1.Dezikçi Uygulamalar: Esnek elektrotlar, yüksek frekanslı transistörler (Terahertz cihazları), şeffaf iletken filmler (ITO'nun yerini alıyor).
2. Termal iletim uygulamaları: termal arayüz malzemeleri, ısı yayma kaplamaları (5G çip ısı dağılması gibi).
Sat Nano, Çin'de tek katmanlı grafen tozunun en iyi tedarikçisidir, toz ve çözüm sunarız, eğer herhangi bir sorgunuz varsa, lütfen sales03@satnano.com adresinden bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin
