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白石墨烯是一种极佳的散热材料
来源: 【募格首译】 阅读次数: 【】 发布日期:【2015-08-31】

图片来源:graphenes.net
 
莱斯大学的研究人员Rouzbeh Shahsavari和Navid Sakhavand日前开展了一项关于氮化硼材料如何控制器件中热量流动的理论分析研究。美国莱斯大学的研究结果表明,一种由六方氮化硼波薄片和氮化硼纳米管组成的三维结构可作为电子器件中的控热调节材料。根据莱斯大学的研究结果,三维氮化硼结构可能是一种很好的电子器件冷却降温材料。
 
六方氮化硼(h-BN)这种二维结构材料,又名白石墨烯,看上去像著名的石墨烯材料一样,仅有一个原子厚度。但是两者很大的区别是六方氮化硼是一种天然绝缘体而石墨烯是一种完美的导体。与石墨烯不同的是,h-BN的导热性能很好,可以量化为声子形式(从技术层面上讲,一个声子即是一组原子中的一个准粒子)。Shahsavari说道:“使用氮化硼去控制热流看上去很值得深入研究。我们希望所有的电子器件都可以尽可能快速有效地散射。而其中的缺点之一,尤其是在对于组装在基底上的层状材料来说,热量在其中某个方向上沿着传导平面散失很快,而层之间散热效果不好,多层堆积的石墨烯即是如此。”
 
热量在氮化硼平面内也是沿着某一方向传递的,但是莱斯大学的研究人员研究表明,使用氮化硼碳纳米管将氮化硼平面连接起来的三维结构材料能使得声子沿着多个方向移动,无论是平面内还是平面间。Shahsavari说道:“研究人员计算了声子如何越过含有不同长度和密度纳米管的四种上述结构,他们发现平面和支柱之间的连接点就类似于交通信号灯中的黄灯一样,并没有阻止声子的流动,只是在层与层之间减缓流动速度。结构中纳米管支柱的长度和密度有着下述影响:越多越短的纳米管越能阻碍热传导,而较长的纳米管可加速热传导。
 
目前研究人员已可将石墨烯和碳纳米管连接起来,因此Shahsavari相信这种氮化硼材料之间的连接也是很有可能的。他说道:“考虑到氮化硼的绝缘特性,它们可很好地补充三维石墨烯纳米电子器件的制备。”
 
Shahsavari 指出:“这种三维传热系统使得我们制备热开关或热整流器提供可能,即其中热量沿着一个方向的流动与相反方向相反。我们可通过改变材料的形状或质量(即一面的质量终于另一面)去制备开关。热量更倾向于沿着一个方向流动,再其相反的方向上流动速度较慢。”(募格首译,译审:AJ Chen)
 
原文网址:http://phys.org/news/2015-07-white-graphene.html

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