Одиночный графенизвестен как «Король материалов» благодаря своей уникальной двумерной структуре сотовой решетки и характеристиками электронных полос, которые демонстрируют превосходную производительность в проводимости и теплопроводности. Ниже приведен подробный анализ его проводимости и теплопроводности:
Проводимость
Ультра высокая проводимость:
1. Проводимость однослойного графена может достигать ~ 10 ⁶ с/м (при комнатной температуре), что намного превышает медную (~ 5,9 × 10 ⁷ с/м), но из-за его чрезвычайно тонкой толщины (0,34 нм) необходимо учитывать сопротивление листа в практических применениях.
2. Сопротивление поверхности составляет ~ 30 Ом/кв (без легирования) и может быть дополнительно уменьшено до ~ 10 Ом/кв при химическом легировании (например, азотной кислоте).
Характеристики носителя:
1.ЗИНЕРНАЯ БАНДЕРГАЦИЯ Полупроводник: валентная полоса и полоса проводимости вступают в контакт в точке Дирака, образуя линейную дисперсионную связь (отношения E-K конические, известные как «конус Дирака»).
2. Организаторы заряда представляют собой безмассовые дирак -фермионы с чрезвычайно высокой подвижностью (~ 20000 см ²/(V · с) при комнатной температуре), намного превышающим кремний (~ 1400 см ²/(V · S)).
3. Средний свободный путь электронов может достигать уровня микрометра (когда есть несколько дефектов), а баллистический транспорт является значимым в микромасштабах.
Влияющие факторы:
1. Необходимы, примеси (такие как функциональные группы кислорода) или взаимодействие субстрата могут снизить скорость миграции.
2. Когда температура увеличивается, рассеяние фонона увеличивается, а проводимость немного снижается.
Теплопроводность
Ультра -высокая теплопроводность:
1. Теплопроводность при комнатной температуре достигает ~ 4000-5000 Вт/(м · к) (для вывешенных образцов без дефектов), что более чем в 10 раз больше, чем у меди (~ 400 Вт/(м · к)).
2. В плоской теплопроводности доминирует, в то время как из плоской теплопроводности чрезвычайно слаба (~ 10 Вт/(M · K)).
Механизм теплопередачи:
1. В основном проводится фононы (решетчатые вибрации), особенно фононы с длинными волнами, очень мало разбросанных в идеальной решетке.
2.Optical Phonons меньше способствуют теплопроводности, но высокочастотные фононы демонстрируют повышенное рассеяние при высоких температурах (> 300 К).
Влияющие факторы:
1. Взаимодействие субстрата (например, субстрат SIO ₂ может снизить теплопроводность до ~ 600 Вт/(M · K)) или дефектов (вакансии, рассеяние края) значительно снижают теплопроводность.
2. Зависимость температуры: при низких температурах теплопроводность увеличивается с повышением температуры (фононовое рассеяние является слабым), причем пик появляется при ~ 100 К, а затем уменьшается.
| Производительность |
Однослойный графен |
медь |
кремний |
|
Проводимость (S/M) |
10⁶ |
5,9 × 10⁷ |
10⁻³ - 10³ |
| Теплопроводность (w/(m · k)) |
4000–5000 |
400 |
150 |
1. Проводящие приложения: Гибкие электроды, высокочастотные транзисторы (устройства Terahertz), прозрачные проводящие пленки (замена ITO).
2. Термические применения проводимости: тепловые материалы, тепловые рассеивающие покрытия (такие как диссипация тепла чипа 5G).
SAT Nano является лучшим поставщиком однослойного порошка графена в Китае, мы предлагаем порошок и решение, если у вас есть какой -либо запрос, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам по адресу sales03@satnano.com
