Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Зависимость частоты от волнового вектора изгиб (b), продольные (LA), поперечные (TA) и торсионные колебаний (t). Для изгиба, продольных и поперечных колебаний представлены только первая и вторая ветвь (j = 0, 1). Справа представлена плотность состояний для всех мод колебаний вместе взятых.
Рисунок 2. Зависимости теплопроводности от ширины ленты в аналитическом виде: для достаточно узких лент (w ~ десятков нм), для достаточно широких (w ~ единиц и десятков микрон) и для бесконечной «ленты».
Рисунок 3. Теплопроводность в баллистическом режиме на единицу поперечного сечения в зависимости от температуры.
Рисунок 4. Рассчитанное значение теплопроводности в зависимости от длины графеновой ленты при комнатной температуры.

Снова о моделях: теплопроводность графена

Ключевые слова:  графен, модель, теплопроводность, фононы

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

02 мая 2010

На сегодняшний день графен рассматривается как один из основных материалов для будущей эры наноэлектроники. Однако для того, чтобы создать действительно эффективные процессоры и контроллеры нового поколения, необходимо, кроме всего прочего, знать и теплопроводные свойства нано- и микролент графена, на основе которых и планируется конструировать указанные выше устройства, а также высокоэффективные системы охлаждения. В нескольких более ранних экспериментальных работах (тут и тут) была показана высокая теплопроводность графеновых лент – 3000-5000 Вт/м*К, что как минимум на порядок выше, чем у используемых в настоящее время материалов.

Авторы работы, опубликованной в журнале NanoLetters, предложили объяснение аномально высокой теплопроводности графена на основе модели оболочек. В графеновой ленте существует несколько видов колебаний: изгиб, продольные, поперечные и торсионные. Соответственно, при различных параметрах ширины и длины ленты, а также температуры эти колебания будут проявлять себя в той или иной степени, определяя теплопроводность самой ленты. На основании проведённых расчётов была построена зависимость, представленная на Рисунке 1, частоты от волнового вектора соответствующих колебаний. Затем были рассчитаны теплопроводности в зависимости от ширины ленты (Рисунок 2), от температуры (Рисунок 3) и от длины ленты (Рисунок 4).

Учёные считают, что данная модель наиболее полно описывает теплопроводность и одним из немногих варьируемых параметров в ней является средняя длина свободного пробега фонона. Также стоит отметить, что согласно приведённым подсчётам, данная модель даёт для графеновой ленты длиной 10 и шириной 5 микрон значение теплопроводности 3960 Вт/м*К, что является, как раз, серединой указанного выше и полученного в экспериментальных условиях промежутка значений теплопроводности.




Комментарии
Интересно, очень. Получается, что тепло прямо-таки "убегает/прибегает"? А как же другие материалы приблизить к этому результату.
Интересно, очень. Получается, что тепло прямо-таки "убегает/прибегает"? А как же другие материалы приблизить к этому результату. Возможно?
Neugierige, 07 мая 2010 20:09 
3000-5000 Вт/м*К, что как минимум на порядок выше, чем у используемых в настоящее время материалов.-
Евгений Алексеевич, а какие современные графеновидные материалы использовались для сравнения?
Если кто-то хочет сам померить теплопроводность или ещё какие-то характеристики графена, пишите по inrir@inbox.ru, можем дать образцы.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Сферическая частица оксида титана
Сферическая частица оксида титана

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.