Группа ученых из Великобритании и США в ходе исследований свойств меди сделала вывод, что теплопроводность этого материала можно повысить с помощью тонкого слоя графена. В своей работе физики использовали медные пленки с синтезированным на их поверхности графеном по технологии химического осаждения вещества из газообразного состояния. Для объективности результатов наблюдений замеры показателей теплопроводности дополнялись оптическими спектральными исследованиями и анализом изображений со сканирующего микроскопа.
Открытый в 2004 году графен из-за своих уникальных свойств в будущем может стать крайне полезен для массового производства различных электронных устройств, в том числе и транзисторов. Экспериментальные модели этих миниатюрных деталей по скорости работы превосходят широко распространенные сегодня кремниевые аналоги. Графен сам по себе имеет очень высокую теплопроводность, которая даже выше, чем у алмаза. Когда графен наносится на подложку, показатели его теплопроводности несколько снижаются из-за рассеяния фононов — переносящих тепло квантов колебаний кристаллической решетки. Именно поэтому результаты последней работы англо-американских ученых, которые говорят о том, что графен все-таки может увеличивать теплопроводность подложки, стали неожиданными.
Опыты физиков показали, что образующаяся графеновая пленка на поверхности медного образца при воздействии высокой температуры приводит к увеличению зерен меди, то есть улучшается проходимость фононов. В других же образцах меди, которые также нагревались до высокой температуры, но на них не формировались пленки графена, зерна кристаллической решетки оказались гораздо меньше.
Сегодня медь активно используется в электронике для отвода и рассеивания тепла, а в сочетании с графеновым напылением решить проблему перегрева компонентов различных устройств будет гораздо проще. Ученые отметили, что в своей работе они использовали довольно толстые медные образцы, поэтому следующие эксперименты планируется проводить уже с нанометровыми медными пленками. Теория, объясняющая взаимодействие теплопроводности и размеров зерен меди уже разработана, и в будущем планируется ее проверить экспериментально.
Комментарии: (0)