Å kjøling av den kraftige elektronikken i de nyeste smarttelefonene kan være en stor utfordring. Forskere ved King Abdullah University of Science and Technology har utviklet en rask og effektiv metode for å lage karbonmateriale som er ideelle for å spre varme fra elektroniske enheter. Dette allsidige materialet kan finne andre applikasjoner, fra gasssensorer til solcellepaneler.
Mange elektroniske enheter bruker grafittfilmer for å dirigere og spre varmen som genereres av elektroniske komponenter. Selv om grafitt er en naturlig form for karbon, er termisk styring innen elektronikk en krevende applikasjon og avhenger ofte av bruk av høykvalitets mikron-tykke grafittfilmer. "Metoden for å lage disse grafittfilmene ved bruk av polymerer som råvarer er imidlertid kompleks og energikrevende," forklarer Gitanjali Deokar, en postdoc i Pedro Costas lab som ledet arbeidet. Filmene lages gjennom en flertrinnsprosess som krever temperaturer opp til 3200 grader Celsius og ikke kan produsere filmer tynnere enn noen få mikron.
Deokar, Costa og deres kolleger har utviklet en rask og energieffektiv metode for å lage grafittark omtrent 100 nanometer tykke. Teamet brukte en teknikk kalt Chemical Vapor Deposition (CVD) for å dyrke nanometer-tykke grafittfilmer (NGFS) på nikkelfolie, der nikkel katalyserer omdannelsen av varm metan til grafitt på overflaten. "Vi oppnådde NGF på bare et 5-minutters CVD-veksttrinn ved en reaksjonstemperatur på 900 grader Celsius," sa Deokar.
NGF kan vokse til ark opp til 55 cm2 i området og vokse på begge sider av folien. Det kan fjernes og overføres til andre overflater uten behov for et polymerstøttelag, noe som er et vanlig krav når du jobber med enkeltlags grafenfilmer.
I arbeid med elektronmikroskopiekspert Alessandro Genovese, oppnådde teamet transmisjonselektronmikroskopi (TEM) bilder av tverrsnitt av NGF på nikkel. "Å observere grensesnittet mellom grafittfilmer og nikkelfolie er en enestående prestasjon og vil gi ytterligere innsikt i vekstmekanismen til disse filmene," sa Costa.
Tykkelsen på NGF faller mellom kommersielt tilgjengelige mikron-tykke grafittfilmer og enkeltlags grafen. "NGF kompletterer grafen- og industrielle grafittark, og legger til arsenalet til lagdelte karbonfilmer," sa Costa. På grunn av fleksibiliteten kan for eksempel NGF brukes til termisk styring i fleksible mobiltelefoner som nå begynner å vises på markedet. "Sammenlignet med grafenfilmer, vil integrasjonen av NGF være billigere og mer stabil," la han til.
Imidlertid har NGF mange bruksområder utover varmeavledning. En interessant funksjon fremhevet i TEM -bildene er at noen deler av NGF bare er noen få lag med karbon tykke. "Bemerkelsesverdig, tilstedeværelsen av flere lag med grafendomener sikrer en tilstrekkelig grad av synlig lys gjennomsiktighet gjennom hele filmen," sa Deoka. Forskerteamet antok at det ledende, gjennomskinnelige NGF kunne brukes som en komponent i solceller eller som et sensingmateriale for å oppdage nitrogendioksidgass. "Vi planlegger å integrere NGF i enheter slik at det kan fungere som et multifunksjonelt aktivt materiale," sa Costa.
Ytterligere informasjon: Gitanjali Deokar et al., Rask vekst av nanometer-tykke grafittfilmer på wafer-skala nikkelfolie og deres strukturelle analyse, nanoteknologi (2020). Doi: 10.1088/1361-6528/ABA712
Hvis du møter en skrivefeil, unøyaktighet, eller ønsker å sende inn en forespørsel om å redigere innhold på denne siden, kan du bruke dette skjemaet. For generelle spørsmål, bruk kontaktskjemaet vårt. For generelle tilbakemeldinger, bruk delen av offentlige kommentarer nedenfor (følg instruksjonene).
Din mening er viktig for oss. På grunn av det høye volumet av meldinger kan vi imidlertid ikke garantere et personlig svar.
E -postadressen din brukes bare til å fortelle mottakere som sendte e -posten. Verken adressen din eller mottakerens adresse vil bli brukt til noe annet formål. Informasjonen du angir vil vises i e -posten din og vil ikke bli lagret av Phys.org i noen form.
Motta ukentlige og/eller daglige oppdateringer i innboksen din. Du kan avslutte abonnementet når som helst, og vi vil aldri dele detaljene dine med tredjeparter.
Vi gjør innholdet vårt tilgjengelig for alle. Vurder å støtte Science Xs oppdrag med en premiumkonto.
Post Time: SEP-05-2024