Гибкое тепло графена

Наука и технологии
Москва, 25.02.2008
«Эксперт» №8 (597)

В февральском номере журнала Nano Letters сообщается об открытии ученых Калифорнийского университета в бурно развивающейся области — исследовании физических свойств графеновых материалов.

Графеновые материалы — сверхтонкие углеродные пленки — принципиально новый класс наноматериалов. Впервые их получили в 2004 году независимо друг от друга британско-российская группа исследователей из Манчестерского университета под руководством нашего бывшего соотечественника Андре Гейма и американская — под руководством Али Яздани из Принстонского университета.

Графен, единичный слой атомов углерода, соединенных в гексагональную (шестигранную) кристаллическую решетку, — своего рода «двухмерная копия» трехмерного графита. Согласно другой популярной аналогии графеновые пленки — это «раскатанные» в одной плоскости миллионы углеродных нанотрубок, сцепленных друг с другом на очень большом «листе» атомарной толщины.

Уникальные свойства графеновых пленок — например, возможность их использования в качестве универсальных нанотранзисторов в электронике будущего — сразу же привлекли к себе внимание специалистов.

Последнее открытие, сделанное междисциплинарной группой инженеров-электронщиков и физиков-прикладников, возглавляемой выходцем из России выпускником МФТИ Александром Баландиным, связано с обнаружением чрезвычайно высокой теплопроводности графеновых материалов. «До недавнего времени наиболее перспективными материалами, которые в ближайшее время могут революционизировать электронные технологии, считались углеродные нанотрубки. Однако шансы графена стать электронным материалом ХХI века отнюдь не хуже, если не лучше. Так, на фоне постоянного уменьшения размеров электронных устройств очень быстро растет ценность материалов, обладающих свойством эффективно проводить тепло. И теперь благодаря нашим экспериментам становится очевидным, что практические возможности применения графена в оптоэлектронике, фотонике, биоинжиниринге и т. д. в качестве материала, обладающего исключительными теплофизическими характеристиками, значительно расширились», — говорит Баландин.

Способность вещества пропускать через свой объем тепловую энергию количественно оценивается при помощи специального коэффициента теплопроводности, измеряемого в ваттах на метр на градус Кельвина (Вт/(м∙K)).

Так, коэффициент теплопроводности меди — 380 Вт/(м∙K), у наиболее распространенного электронного материала кремния (при комнатной температуре) — 145 Вт/(м·K), у алмаза — в диапазоне от 1000 до 2200 Вт/(м·K), наконец, у углеродных нанотрубок — 3000–3500 Вт/(м·K). В ходе экспериментов, проведенных исследователями из Калифорнийского университета в Риверсайде при помощи специальных методов рамановской спектроскопии (облучением образцов материалов лазерным источником видимого или ИК-излучения ближнего диапазона), удалось установить, что коэффициент теплопроводности однослойного графена уже при комнатной температуре составляет 5300 Вт/(м·K). Как отметил Александр Баландин, «столь высокая теплопроводность графена

Новости партнеров

«Эксперт»
№8 (597) 25 февраля 2008
Президентские выборы
Содержание:
Заявка кандидата

Кандидат в президенты Дмитрий Медведев предложил российскому обществу свое видение целей и задач, которые необходимо решать в ближайшие годы. Теперь многое будет зависеть от реакции самого общества на предложенную программу

Обзор почты
Реклама