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

 

Кристаллы полученные изотермическим испарением растворителя
Кристаллы полученные изотермическим испарением растворителя

Крабовый панцирь побеждает грязную нефть
Химики МГУ разработали уникальную люминесцентную методику определения маркеров «грязной нефти» (дибензотиофенов) с использованием селективной сорбции в оптически прозрачных материалах на основе сшитых гелей хитозана.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.