Graphene lapisan tunggaldikenal sebagai "King of Material" karena struktur kisi sarang lebah dua dimensi yang unik dan karakteristik pita elektronik, yang menunjukkan kinerja yang sangat baik dalam konduktivitas dan konduktivitas termal. Berikut ini adalah analisis terperinci tentang konduktivitas dan konduktivitas termal:
Daya konduksi
Konduktivitas Ultra Tinggi:
1. Konduktivitas graphene lapisan tunggal dapat mencapai ~ 10 ⁶ s/m (pada suhu kamar), jauh melebihi tembaga (~ 5,9 × 10 ⁷ s/m), tetapi karena ketebalannya yang sangat tipis (0,34 nm), resistensi lembaran perlu dipertimbangkan dalam aplikasi praktis.
2. Resistansi permukaan serendah ~ 30 Ω/sq (tanpa doping), dan dapat dikurangi lebih lanjut menjadi ~ 10 Ω/sq dengan doping kimia (seperti asam nitrat).
Karakteristik operator:
1.zero Bandgap Semiconductor: Pita valensi dan pita konduksi bersentuhan di titik Dirac, membentuk hubungan dispersi linier (hubungan E-K adalah kerucut, dikenal sebagai "Dirac Cone").
2. Pembawa muatan adalah Dirac Fermions tanpa massa dengan mobilitas yang sangat tinggi (~ 20000 cm ²/(V · S) pada suhu kamar), jauh melebihi silikon (~ 1400 cm ²/(v · s)).
3. Jalur bebas elektron rata -rata dapat mencapai tingkat mikrometer (ketika ada beberapa cacat), dan transportasi balistik signifikan pada mikro.
Faktor yang mempengaruhi:
1. Tekan, kotoran (seperti kelompok fungsional oksigen), atau interaksi substrat dapat mengurangi tingkat migrasi.
2. Ketika suhu meningkat, hamburan fonon meningkat dan konduktivitas sedikit berkurang.
Konduktivitas termal
Konduktivitas termal yang sangat tinggi:
1. Konduktivitas termal pada suhu kamar mencapai ~ 4000-5000 W/(M · K) (untuk sampel bebas cacat yang ditangguhkan), yang lebih dari 10 kali tembaga (~ 400 W/(M · K)).
2. Dalam Konduktivitas Termal Pesawat mendominasi, sedangkan konduktivitas termal di luar bidang sangat lemah (~ 10 W/(M · K)).
Mekanisme Perpindahan Panas:
1. Dilakukan dengan fonon (getaran kisi), terutama fonon gelombang panjang yang tersebar sangat sedikit di kisi yang sempurna.
2. Fonon optik berkontribusi lebih sedikit untuk konduktivitas termal, tetapi fonon frekuensi tinggi menunjukkan peningkatan hamburan pada suhu tinggi (> 300 K).
Faktor yang mempengaruhi:
1. Interaksi substrat (seperti substrat SIO ₂ dapat mengurangi konduktivitas termal menjadi ~ 600 W/(M · K)) atau cacat (lowongan, hamburan tepi) secara signifikan mengurangi konduktivitas termal.
2. Ketergantungan Tujuan: Pada suhu rendah, konduktivitas termal meningkat dengan meningkatnya suhu (hamburan fonon fonon lemah), dengan puncak muncul pada ~ 100 K dan kemudian menurun.
| Pertunjukan |
graphene lapisan tunggal |
tembaga |
silikon |
|
Konduktivitas (S/M) |
10⁶ |
5.9 × 10⁷ |
10⁻³–10³ |
| Konduktivitas termal (w/(m · k)) |
4000–5000 |
400 |
150 |
1. Aplikasi Konduktif: Elektroda fleksibel, transistor frekuensi tinggi (perangkat terahertz), film konduktif transparan (mengganti ITO).
2. Aplikasi konduksi termal: Bahan antarmuka termal, pelapis disipasi panas (seperti disipasi panas chip 5G).
Sat Nano adalah pemasok terbaik dari bubuk graphene lapisan tunggal di Cina, kami menawarkan bubuk dan solusi, jika Anda memiliki pertanyaan, silakan hubungi kami di sales03@satnano.com
