Jednoslojni grafenPoznat je kao "Kralj materijala" zbog svoje jedinstvene dvodimenzionalne strukture rešetke saća i karakteristika elektroničkih pojasa, koje pokazuju izvrsne performanse u vodljivosti i toplinskoj vodljivosti. Slijedi detaljna analiza njegove vodljivosti i toplinske vodljivosti:
Provodljivost
Ultra visoka vodljivost:
1. Vodljivost jednoslojnog grafena može doseći ~ 10 ⁶ s/m (na sobnoj temperaturi), što je daleko veće od bakra (~ 5,9 × 10 ⁷ s/m), ali zbog svoje izuzetno tanke debljine (0,34 nm), otpornost na limu treba uzeti u obzir u praktičnim primjenama.
2. Otpor površine je nizak od ~ 30 Ω/mq (bez dopinga) i može se dalje smanjiti na ~ 10 Ω/mq kemijskim dopingom (poput dušične kiseline).
Karakteristike nosača:
1.Zero BandGap Semiconductor: Valentni pojas i opseg provodljivosti dolaze u kontakt na Diracu, formirajući linearni disperzijski odnos (odnos E-K je stožast, poznat kao "Diracne konus").
2. Nosači naboja su masovni dirac fermioni s izuzetno visokom pokretljivošću (~ 20000 cm ²/(v · s) na sobnoj temperaturi), daleko veći od silicija (~ 1400 cm ²/(v · s)).
3. Prosječni slobodni put elektrona može dostići razinu mikrometra (kada je malo oštećenja), a balistički transport je značajan na mikrosjeku.
Utjecajni faktori:
1. Premazi, nečistoće (poput funkcionalnih skupina kisika) ili interakcije supstrata mogu smanjiti stopu migracije.
2. Kad se temperatura povećava, raspršivanje fonona raste i vodljivost se lagano smanjuje.
Toplinska vodljivost
Ultra visoka toplinska vodljivost:
1. Termička vodljivost na sobnoj temperaturi doseže ~ 4000-5000 W/(m · k) (za uzorke bez suspendiranog oštećenja), što je više od 10 puta veće od bakra (~ 400 W/(m · K)).
2.in toplinska vodljivost ravnina dominira, dok je izvan ravnine toplinske vodljivosti izuzetno slaba (~ 10 w/(m · k)).
Mehanizam za prijenos topline:
1.Svo provedeni fononima (vibracije rešetke), posebno dugi valni fononi raspršuju se vrlo malo u savršenu rešetku.
2.Optički fononi manje doprinose toplinskoj vodljivosti, ali visokofrekventni fononi pokazuju pojačano rasipanje na visokim temperaturama (> 300 K).
Utjecajni faktori:
1. Interakcija supstrata (poput SIO ₂ supstrata može smanjiti toplinsku vodljivost na ~ 600 W/(m · k)) ili oštećenja (slobodna radna mjesta, raspršivanje ruba) značajno smanjuju toplinsku vodljivost.
2. Ovisnost o temperaturi: Pri niskim temperaturama toplinska vodljivost raste s povećanjem temperature (raspršivanje fonona fonona je slabo), s vrhom koji se pojavljuje na ~ 100 K, a zatim se smanjuje.
| Performanse |
jednoslojni grafen |
bakar |
silicij |
|
Vodljivost (s/m) |
10⁶ |
5,9 × 10⁷ |
10⁻³–10³ |
| Toplinska vodljivost (w/(m · k)) |
4000–5000 |
400 |
150 |
1. Provodne primjene: fleksibilne elektrode, visokofrekventni tranzistori (Terahertz uređaji), prozirni provodljivi filmovi (zamjena ITO).
2.Thermalna primjena provodljivosti: Materijali toplinskog sučelja, prevlake za raspršivanje topline (poput disipacije topline od 5 g čipa).
Sat Nano je najbolji dobavljač jednoslojnog grafenskog praha u Kini, nudimo prah i rješenje, ako imate bilo kakav upit, slobodno nas kontaktirajte na sales03@satnano.com
