Kæling á öflugum raftækjum í nýjustu snjallsímum getur verið mikil áskorun. Rannsakendur við King Abdullah University of Science and Technology hafa þróað hraða og skilvirka aðferð til að búa til kolefnisefni sem eru tilvalin til að dreifa hita úr rafeindatækjum. Þetta fjölhæfa efni getur fundið aðrar notkunarmöguleika, allt frá gasskynjurum til sólarplata.
Mörg rafeindatæki nota grafítfilmur til að leiða og dreifa hita sem myndast af rafeindaíhlutum. Þótt grafít sé náttúruleg mynd af kolefni er hitastjórnun í rafeindatækni krefjandi notkun og er oft háð notkun hágæða grafítfilma sem eru míkrómetraþykkar. „Hins vegar er aðferðin við að búa til þessar grafítfilmur með því að nota fjölliður sem hráefni flókin og orkufrek,“ útskýrir Gitanjali Deokar, nýdoktor í rannsóknarstofu Pedro Costa sem stýrði verkinu. Filmurnar eru gerðar í gegnum fjölþrepaferli sem krefst hitastigs allt að 3.200 gráður á Celsíus og geta ekki framleitt filmur sem eru þynnri en nokkrar míkroner.
Deokar, Costa og samstarfsmenn þeirra hafa þróað hraðvirka og orkusparandi aðferð til að búa til grafítplötur sem eru um 100 nanómetra þykkar. Teymið notaði tækni sem kallast efnafræðileg gufuútfelling (CVD) til að rækta nanómetraþykkar grafítfilmur (NGF) á nikkelþynnu, þar sem nikkelið hvatar umbreytingu heits metans í grafít á yfirborði þess. „Við náðum NGF á aðeins 5 mínútna CVD vaxtarskrefi við hvarfhita upp á 900 gráður á Celsíus,“ sagði Deokar.
NGF getur vaxið í allt að 55 cm2 þvermál og vaxið á báðum hliðum filmunnar. Hægt er að fjarlægja það og flytja það yfir á önnur yfirborð án þess að þörf sé á fjölliðulagsstuðningslagi, sem er algeng krafa þegar unnið er með einlags grafenfilmur.
Í samstarfi við rafeindasmásjársérfræðinginn Alessandro Genovese tókst teymið að fá rafeindasmásjármyndir (TEM) af þversniðum NGF á nikkel. „Að fylgjast með snertifletinum milli grafítfilma og nikkelfilmu er fordæmalaust afrek og mun veita frekari innsýn í vaxtarferli þessara filma,“ sagði Costa.
Þykkt NGF fellur á milli míkronþykkra grafítfilma sem fást í verslunum og eins lags grafens. „NGF er viðbót við grafín- og iðnaðargrafítplötur og bætir við úrvalið af lagskiptum kolefnisfilmum,“ sagði Costa. Til dæmis, vegna sveigjanleika síns, er hægt að nota NGF til hitastýringar í sveigjanlegum farsímum sem nú eru farnir að koma á markaðinn. „Í samanburði við grafínfilmur verður samþætting NGF ódýrari og stöðugri,“ bætti hann við.
Hins vegar hefur NGF marga möguleika umfram varmaleiðni. Áhugaverður eiginleiki sem kemur fram í TEM myndunum er að sumir hlutar NGF eru aðeins nokkurra laga af kolefni á þykkt. „Athyglisvert er að tilvist margra laga af grafenlénum tryggir nægilegt gegnsæi sýnilegs ljóss í allri filmunni,“ sagði Deoka. Rannsóknarteymið setti fram þá tilgátu að leiðandi, gegnsæja NGF gæti verið notað sem hluti af sólarsellum eða sem skynjunarefni til að greina köfnunarefnisdíoxíðgas. „Við ætlum að samþætta NGF í tæki svo það geti virkað sem fjölnota virkt efni,“ sagði Costa.
Frekari upplýsingar: Gitanjali Deokar o.fl., Hraður vöxtur nanómetraþykkra grafítfilma á nikkelfilmu á skífustærð og byggingargreining þeirra, Nanotechnology (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Ef þú rekst á innsláttarvillu, ónákvæmni eða vilt senda beiðni um að breyta efni á þessari síðu, vinsamlegast notaðu þetta eyðublað. Fyrir almennar spurningar, vinsamlegast notaðu tengiliðseyðublaðið okkar. Fyrir almennar athugasemdir, notaðu athugasemdahlutann hér að neðan (fylgdu leiðbeiningunum).
Skoðun þín skiptir okkur máli. Hins vegar getum við ekki ábyrgst persónulegt svar vegna mikils fjölda skilaboða.
Netfangið þitt er eingöngu notað til að láta viðtakendur vita hver sendi tölvupóstinn. Hvorki þitt netfang né netfang viðtakandans verða notuð í neinum öðrum tilgangi. Upplýsingarnar sem þú slærð inn birtast í tölvupóstinum þínum og verða ekki geymdar af Phys.org á nokkurn hátt.
Fáðu vikulegar og/eða daglegar uppfærslur í pósthólfið þitt. Þú getur sagt upp áskrift hvenær sem er og við munum aldrei deila upplýsingum þínum með þriðja aðila.
Við gerum efni okkar aðgengilegt öllum. Íhugaðu að styðja markmið Science X með því að stofna Premium aðgang.
Birtingartími: 5. september 2024