طبقة واحدة الجرافينيُعرف باسم "King of Materials" بسبب بنية شعرية قرص العسل ثنائية الأبعاد الفريدة وخصائص النطاق الإلكترونية ، والتي تظهر أداءً ممتازًا في الموصلية والتوصيل الحراري. فيما يلي تحليل مفصل لتوصيله وتوصيله الحراري:
الموصلية
الموصلية العالية للغاية:
1. يمكن أن تصل الموصلية للجرافين أحادي الطبقة إلى ~ 10 درجة مئوية/م (في درجة حرارة الغرفة) ، والتي تتجاوز بكثير النحاس (~ 5.9 × 10 ⁷ s/m) ، ولكن بسبب سمكها الرقيق للغاية (0.34 نانومتر) ، يجب النظر في مقاومة الصفائح في التطبيقات العملية.
2. مقاومة السطح منخفضة تصل إلى 30 Ω/sq (بدون تعاطي المنشطات) ، ويمكن تقليلها إلى حوالي 10 Ω/sq عن طريق المنشطات الكيميائية (مثل حمض النيتريك).
خصائص الناقل:
1. متصل بقطعة أشباه الموصلات بفرقة النطاق: تلامس فرقة التكافؤ وفرقة التوصيل في Dirac Point ، وتشكيل علاقة تشتت خطية (علاقة E-K مخروطة ، تُعرف باسم "Dirac Cone").
2. حاملات الشحن هي fermions diracsles ذات الحركية عالية للغاية (~ 20000 سم ²/(V · S) في درجة حرارة الغرفة) ، تجاوزت بكثير السيليكون (~ 1400 سم ²/(V · S)).
3. يمكن أن يصل متوسط المسار المجاني للإلكترونات إلى مستوى الميكرومتر (عندما يكون هناك عدد قليل من العيوب) ، والنقل الباليستي كبير في المجهر.
العوامل المؤثرة:
1. التعرفات ، الشوائب (مثل المجموعات الوظيفية للأوكسجين) ، أو تفاعلات الركيزة يمكن أن تقلل من معدلات الترحيل.
2. عندما تزداد درجة الحرارة ، يزداد نثر الفونون وينخفض الموصلية قليلاً.
الموصلية الحرارية
الموصلية الحرارية العالية للغاية:
1. تصل الموصلية الحرارية في درجة حرارة الغرفة إلى 4000-5000 واط/(م · ك) (للعينات الخالية من العيوب المعلقة) ، والتي تزيد عن 10 أضعاف النحاس (حوالي 400 واط/(م · ك)).
2. في الموصلية الحرارية في الطائرة تهيمن ، في حين أن الموصلية الحرارية من الطائرة ضعيفة للغاية (حوالي 10 واط/(م · ك)).
آلية نقل الحرارة:
1. تم إجراءها بشكل أولي بواسطة Phonons (اهتزازات شعرية) ، وخاصة فونونات الموجة الطويلة التي تنتشر القليل جدًا في شبكة مثالية.
2. تسهم الفونونات المحمولة أقل في الموصلية الحرارية ، لكن الفونونات عالية التردد تظهر نثرًا معززًا في درجات حرارة عالية (> 300 K).
العوامل المؤثرة:
1. يمكن أن يقلل تفاعل الركيزة (مثل SIO ₂ الركيزة الموصلية الحرارية إلى حوالي 600 واط/(م · ك)) أو العيوب (الشواغر ، نثر الحافة) تقلل بشكل كبير من الموصلية الحرارية.
2. الاعتماد على درجة الحرارة: في درجات حرارة منخفضة ، تزداد الموصلية الحرارية مع زيادة درجة الحرارة (انتشار فونون فونون ضعيف) ، مع ظهور ذروة عند حوالي 100 كلفن ثم تناقص.
| أداء |
جرافين طبقة واحدة |
نحاس |
السيليكون |
|
الموصلية (S/M) |
10⁶ |
5.9 × 10⁷ |
10⁻ - 10³ |
| الموصلية الحرارية (ث/(م · ك)) |
4000-5000 |
400 |
150 |
1. التطبيقات الموصلة: أقطاب مرنة ، ترانزستورات عالية التردد (أجهزة Terahertz) ، أفلام موصلة شفافة (استبدال ITO).
2. تطبيقات التوصيل الحرارية: مواد الواجهة الحرارية ، طلاء تبديد الحرارة (مثل تبديد حرارة رقاقة 5G).
Sat Nano هو أفضل مورد لمسحوق الجرافين طبقة واحدة في الصين ، ونحن نقدم المسحوق والحل ، إذا كان لديك أي استفسار ، فلا تتردد في الاتصال بنا على sales03@satnano.com
