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TUhjnbcbe - 2021/5/1 19:48:00

上海大学提高石墨烯基薄膜散热效率来源:旭碳新材

近日,上海大学刘建影教授团队开发出一种石墨烯功能化的方法,该方法能有效提高石墨烯散热片的散热效率。相关成果已在线发表于《自然—通讯》。

电子和光子器件的散热问题是影响电子技术进一步发展的瓶颈之一。刘建影团队研究发现,和没有功能化的石墨烯相比,功能化后的石墨烯基薄膜散热效率提高了至少76%。散热效率的提高要归结于功能化导致了界面热阻急剧降低。

同时,该团队和其他合作伙伴一起利用分子动力学模拟和第一性原理计算进一步揭示了其原理,研究表明功能化限制了横向低频声子的纵向散射,通过延长弯曲声子的寿命从而加强了石墨烯基薄膜的横向热导率。

这些结果为在基板上的石墨烯基薄膜功能化,从而为电子与电力系统热管理解决方案提供了直接和明确的证据。刘建影说:“总之,我们认为我们找到了一把提高石墨烯基薄膜散热效率的金钥匙,我们的工作开辟了大规模应用石墨烯基薄膜散热的新途径。”

在此项研究中,该团队研究了不同的功能化分子,这些分子在石墨烯和二氧化硅基板之间形成了共价键。他们采用了先进的脉冲光热反射技术,测得功能化后,功能化层两侧的界面热阻分别减小了76%和65%。他们的研究也是该领域第一次比较系统和全面的研究。

该项研究的主要合作单位为法国中央纳米研究院、瑞典查尔姆斯理工大学和斯马特高科技有限公司、英国兰卡斯特大学、美国明尼苏达大学、德国马普高分子研究所、芬兰阿尔托大学和俄罗斯科学院等。

利用石墨烯制备太赫兹“二极管”取得突破来源:新华网

天津大学精密仪器与光电子工程学院、太赫兹研究中心张伟力教授团队在石墨烯太赫兹波调制的研究中取得了突破性进展,该项研究成果发表在国际著名学术刊物NatureCommunications[6,()]上。这篇题为“Activegraphene-siliconhybriddiodeforterahertzwaves”的论文报道了利用光电并行机制对石墨烯-硅的复合结构进行主动调制的原创性工作。

作为典型的二维材料,石墨烯具有单层原子结构,优异的光学、电学和机械性能,展现出了许多诱人、新颖的物理特性。由于具有外部可调控的导电率及可调谐的禁带宽度,石墨烯在太赫兹领域具有许多潜在的应用。其中,利用石墨烯对太赫兹波进行主动调控是目前的研究热点之一。但是,目前国际上通常采用单一式光激发或电调制等手段对太赫兹波实现调控,其调制深度受到明显的限制。
  张伟力团队在前期研究基础上,提出了基于石墨烯和半导体的太赫兹波调控的新方法,即采用石墨烯-硅的复合结构,在低功率连续激光的激励下,利用极低的电压(0.-4伏)即可实现对太赫兹信号的大幅度调制,其调制深度高达83%,带宽覆盖了0.4-2THz范围。在此基础上研制的太赫兹集成化器件,实现了对太赫兹波的正向偏压导通、负向偏压截止的光学“二极管”效应。该研究成果为太赫兹二维材料和器件的发展奠定了重要基础,在宽带太赫兹波调制器、太赫兹波整流、太赫兹波通信等领域有十分重要的应用前景。

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