D'Ofkillung vun der leistungsstarker Elektronik an de leschten Smartphones kann eng grouss Erausfuerderung sinn. Fuerscher vun der King Abdullah University of Science and Technology hunn eng séier an effizient Method entwéckelt fir Kuelestoffmaterialien ze kreéieren, déi ideal sinn fir d'Hëtzt vun elektroneschen Apparater ofzeféieren. Dëst villfältegt Material kann aner Uwendungen fannen, vu Gassensoren bis Solarpanneauen.
Vill elektronesch Apparater benotze Graphitfilmer fir d'Hëtzt, déi vun elektronesche Komponenten generéiert gëtt, ze leeden an ze verdeelen. Obwuel Graphit eng natierlech Form vu Kuelestoff ass, ass d'Wärmemanagement an der Elektronik eng usprochsvoll Applikatioun an hänkt dacks vun der Notzung vu qualitativ héichwäertege Graphitfilmer mat enger Mikrondéckt of. „D'Method fir dës Graphitfilmer mat Polymeren als Rohmaterial ze maachen ass awer komplex an energieintensiv“, erkläert de Gitanjali Deokar, e Postdoc am Laboratoire vum Pedro Costa, deen d'Aarbecht geleet huet. D'Filmer ginn duerch e Méischrëttprozess hiergestallt, deen Temperaturen bis zu 3.200 Grad Celsius erfuerdert a keng Filmer produzéiere kann, déi méi dënn wéi e puer Mikrometer sinn.
Den Deokar, de Costa an hir Kollegen hunn eng séier an energieeffizient Method entwéckelt fir Graphitplacken mat enger Déckt vu ronn 100 Nanometer ze maachen. D'Team huet eng Technik mam Numm chemesch Vapordepositioun (CVD) benotzt fir nanometerdéck Graphitfilmer (NGFs) op Nickelfolie ze wuessen, wou den Nickel d'Ëmwandlung vu waarmem Methan a Graphit op senger Uewerfläch katalyséiert. „Mir hunn NGF an nëmmen engem 5-Minutte CVD-Wuesstumsschratt bei enger Reaktiounstemperatur vun 900 Grad Celsius erreecht“, sot den Deokar.
NGF kann zu Schichten mat enger Fläch vu bis zu 55 cm2 wuessen a kann op béide Säite vun der Folie wuessen. Et kann ewechgeholl an op aner Uewerfläche transferéiert ginn, ouni datt eng Polymerträgerschicht gebraucht gëtt, wat eng üblech Ufuerderung ass wann een mat eenzelschichtege Graphenfilmer schafft.
An Zesummenaarbecht mam Elektronemikroskopie-Expert Alessandro Genovese huet d'Team Transmissiounselektronemikroskopie (TEM) Biller vu Querschnitter vun NGF op Nickel kritt. „D'Observatioun vun der Grenzfläch tëscht Graphitfilmer an Nickelfolie ass eng ongehéiert Leeschtung a wäert zousätzlech Abléck an de Wuessmechanismus vun dëse Filmer liwweren“, sot de Costa.
D'Déckt vum NGF läit tëscht kommerziell verfügbare mikrondécke Graphitfilmer a Graphen mat enger Schicht. „NGF ergänzt Graphen- a industriell Graphitplacken a füügt doduerch den Arsenal u geschichtete Kuelestofffilmer bäi“, sot de Costa. Zum Beispill kann NGF wéinst senger Flexibilitéit fir d'Wärmemanagement a flexible Handye benotzt ginn, déi elo ufänken um Maart ze erschéngen. „Am Verglach mat Graphenfilmer wäert d'Integratioun vum NGF méi bëlleg a méi stabil sinn“, huet hien dobäigesat.
NGF huet awer vill aner Uwendungsméiglechkeeten ewéi d'Hëtztofleedung. Eng interessant Eegeschaft, déi an den TEM-Biller ervirgehuewe gëtt, ass datt verschidden Deeler vum NGF nëmmen e puer Schichten Kuelestoffdéck hunn. „Bemierkenswäert ass, datt d'Präsenz vu verschiddene Schichten vu Graphen-Domänen e genuch Grad un Transparenz vum siichtbare Liicht am ganze Film garantéiert“, sot den Deoka. D'Fuerschungsteam huet d'Hypothes opgestallt, datt den leitfäegen, transluzenten NGF als Komponent vu Solarzellen oder als Sensormaterial fir d'Detektioun vu Stéckstoffdioxidgas kéint benotzt ginn. „Mir plangen, NGF an Apparater z'integréieren, sou datt et als multifunktionellt aktivt Material ka fungéieren“, sot de Costa.
Weider Informatiounen: Gitanjali Deokar et al., Schnellt Wuesstum vun nanometerdécke Graphitfilmer op Nickelfolie am Waferformat an hir Strukturanalyse, Nanotechnologie (2020). DOI: 10.1088/1361-6528/aba712
Wann Dir op en Tippfeeler, eng Ongenauegkeet stéisst oder eng Ufro fir d'Ännerung vum Inhalt op dëser Säit areeche wëllt, benotzt w.e.g. dëse Formulaire. Fir allgemeng Froen, benotzt w.e.g. eise Kontaktformular. Fir allgemeng Feedback, benotzt d'Sektioun fir ëffentlech Kommentarer hei ënnendrënner (befollegt d'Instruktiounen).
Är Meenung ass eis wichteg. Wéinst der grousser Zuel vu Messagen kënne mir awer keng personaliséiert Äntwert garantéieren.
Är E-Mail-Adress gëtt nëmme benotzt fir den Empfänger matzedeelen, wien d'E-Mail geschéckt huet. Weder Är Adress nach d'Adress vum Empfänger gëtt fir aner Zwecker benotzt. D'Informatiounen, déi Dir aginn hutt, erschéngen an Ärer E-Mail a ginn a kenger Form vu Phys.org gespäichert.
Kritt wöchentlech an/oder deeglech Updates an Ärer Inbox. Dir kënnt Iech zu all Moment ofmellen an mir wäerten Är Donnéeën ni un Drëttpersounen weiderginn.
Mir maachen eis Inhalter fir jiddereen zougänglech. Iwwerleet Iech, d'Missioun vu Science X mat engem Premium-Kont z'ënnerstëtzen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 05.09.2024