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Ultraschnelle Wärmeübertragung durch Graphen-hexagonale Bornitrid

Jan 11, 2019

Nano-Wärmestrom spielt eine wichtige Rolle im modernen elektronischen und optoelektronischen Anwendungen wie Thermomanagement, optoelektronische Erkennung, Thermoelektrizität und Datenkommunikation. Zweidimensionale geschichtete Materialien beginnen, ihre Grundhaltung in vielen Anwendungen zu konsolidieren. Van-Der-Waals-Kraft Modellsystemen werden durch zweidimensionale geschichteten Materialien gestapelt. Diese Stacks von Materialien mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften wettgemacht werden können, und die Schnittstelle zwischen den Materialien ist super sauber und klar.




Mit der Unterstützung des Projekts "Flaggschiff des Graphen" der Europäischen Union wurde vom spanischen Institut für Photonik der Van der Waals-Heterostruktur bestehend aus Graphen in dielektrischen zweidimensionalen Material hexagonale Bornitrid gekapselt hergestellt. Wissenschaft, und die Hitze zwischen Van der Waals Heterostrukturen wurde beobachtet und überwacht in Echtzeit übertragen. Die Forscher fanden eine überraschende Phänomen: anstatt in der Graphen-Schicht Wärmeströme zur umliegenden sechseckigen Bor-Nitrierschicht. Außerhalb der Wärmeübertragung ist Zeit sehr schnell, in Pikosekunde Reihenfolge, so es Vorteile gegenüber in der Ebene Wärmeübertragung hat. Die Forschungsergebnisse werden in Nature Nanotechnology veröffentlicht.




Die Hitze-Transfer-Prozess erfolgt durch die Kopplung der thermischen Elektronen angeregt durch einfallendes Licht bestrahlen Graphen mit hyperbolischen Phononen und Polaritonen in sechseckige Bornitrid Blätter. Diese Phonon-Polaritonen verbreiten im sechseckigen Bornitrid Blätter, wie Licht in optischen Fasern, aber nur im Nanobereich infrarotes Licht ausbreitet. Die Ergebnisse zeigen, dass diese bizarre hyperbolische Modi sehr effektive Möglichkeiten der Wärmeabfuhr sind.




Forschungsergebnisse haben weitreichende Auswirkungen auf die Anwendung von Graphen Verpackung basierend auf hexagonale Bornitrid (auch die nächste Generation von Graphen-Applikations-Plattform). Diese Technologie wird vor allem eine Richtung für die Gestaltung von optoelektronischen Geräten voll nutzen des Wärmeflusses bieten.