墨烯是一种层状结构材料热学性质由晶格振动引起,Rubycon电解电容石墨烯的热学性能
墨烯是一种层状结构材料热学性质由晶格振动引起,Rubycon电解电容石墨烯的热学性能
石墨烯的热学性能石墨烯是一种层状结构材料,其热学性质主要是由晶格振动引起的,有文献报道通过计算石墨烯内光学声子与声学声子的色散曲线,发现在石墨烯内有六种极性声子,分别为:(1)平面外的声学声子(ZA模声子)和光学声子(ZO模声子);(2)平面内横向声学声子(TA模声子)和横向光学声子(TO模声子);(3)平面内的纵向声学声子(LA模声子)和纵向光学声子(LO模声子)。研究人员通过研究声子的弛豫时间以及弛豫时间随波矢、频率和温度的变化关系发现,声学声子对热导率的贡献可高达95%。Rubycon电解电容石墨烯中参与热传导的主要是3类声学声子,即LA模声子、TA模声子、ZA模声子,其中前两类是面内传输模式,有着线性的散射关系,后一类是面外传输模式,存在非线性的二次散射关系。Lindsay等认为,ZA模声子对传热的贡献大于LA模声子和TA模声子之和,可占到75%。基于以上理论研究,石墨烯被预测存在超高的热导率。在室温下,石墨烯的热导率约为5×103W/(m·K),明显高于碳纳米管和金刚石,是室温下铜的热导率的10倍多,优异的导热性能使石墨烯有望作为未来超大规模集成电路的散热材料,以及LED、手机等电子产品的散热片等。Rubycon电解电容室温下石墨烯和碳纳米管的热导率,石墨烯的热导率声子的传输模式和散射机制对石墨烯的热导率有重要影响,热导率主要由石墨烯声子频率、声子自由程、声子作用过程等因素决定。研究发现影响热导率的因素有缺陷、基底及边缘等。