Графен может использоваться для отвода тепла в наноэлектронике

15.10.2015

Графеновая электроника существует пока только в проектах, но материал уже сейчас можно использовать для отвода тепла от …

Графеновая электроника существует пока только в проектах, но материал уже сейчас можно использовать для отвода тепла от традиционных кремниевых элементов. Об этом свидетельствуют результаты недавних измерений коэффициента теплопроводности подвешенного графена, который при комнатной температуре достигал 3 0005 000 Втм-1К-1. Такое значение превосходит показатели алмаза прекрасного проводника тепла.

На практике графен, разумеется, будет находиться не в свободном состоянии, а в контакте с другими материалами. Авторы решили выяснить, как изменится коэффициент теплопроводности графена, расположенного на подложке из SiO2 одного из наиболее популярных в микроэлектронике диэлектриков. Расположив образцы, отщепленные от куска графита, на тонких полосках диоксида кремния, ученые измерили интересовавшую их величину, после чего графен удалили, а измерения провели заново. Разность двух полученных значений была использована для оценки теплопроводности (в единицах ВтК-1) графена, а коэффициент теплопроводности (в единицах Втм-1К-1) рассчитали с учетом физических размеров графеновых образцов.

Как выяснилось, в таких условиях коэффициент теплопроводности снижается приблизительно до 600 Втм-1К-1. Впрочем, даже эта сравнительно скромная величина дает графену преимущество над медью (400 Втм-1К-1), тонкими медными (250) и кремниевыми (всего 10) пленками.

Авторы также разработали теоретическую модель, которая объясняет результаты экспериментов. Одной из основных причин уменьшения коэффициента теплопроводности оказалась утечка фононов квазичастиц, квантов колебательного движения через область контакта графена с подложкой. Мы предполагаем, что эффекты взаимодействия с подложкой будут ослабевать по мере продвижения к верхним слоям многослойного графена, говорит участник исследования Ли Ши (Li Shi). Следовательно, многослойный графен должен показывать более интересные результаты, чем однослойный материал, помещенный на ту же поверхность.

Источник: Компьюлента

Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Confirm that you are not a bot - select a man with raised hand: