• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Grafeeni edusammud uue põlvkonna rakenduste suunas

9.04.2010 by Stiina Kristal Leave a Comment

Vaid aatomkihi paksune materjal grafeen säilitab oma hea soojusjuhtivuse ka substraadile kinnitatult – omadus, mille olemasolu on kriitilise tähtsusega, et muuta laborileiutised kasutuskõlblikuks komponendiks suure hulga nanoelektrooniliste seadmete jaoks.

Vastavalt ajakirjas Science ilmunud artiklile, osutus grafeen(esile toodud) ränidioksiidist substraadil suurepäraseks soojusjuhiks. Pilt: Texase Ülikool Austinis

Vastavalt ajakirjas Science ilmunud artiklile, osutus grafeen(esile toodud) ränidioksiidist substraadil suurepäraseks soojusjuhiks. Pilt: Texase Ülikool Austinis

Ajakirja Science 9. aprilli numbris ilmunud artiklis teatab rühm insenere ning teoreetilisi füüsikuid Texase Ülikoolist, Bostoni kolledžist ning Prantsusmaa  Aatomienergia Komisjonist, et üliõhuke grafeen juhib soojust rohkem kui kaks korda efektiivsemalt kui õhukesed vasest kiled ning ligi 50 korda paremini kui õhukesed ränist kiled.

Tänu oma heale elektronide liikumisvabadusele, mehaanilisele tugevusele ning soojusjuhtivusele on grafeeni alates selle avastamisest 2004. aastal suhtutud kui paljulubavasse uude elektroonikas kasutatavasse materjali. Need omadused on üha otsustavama tähtsusega seoses elektroonikaseadmete mõõtmete vähenemisega, mis seab inseneride ette fundamentaalse probleemi: kuidas hoida seadmeid temperatuuril, kus nende funktsi0neerimine oleks efektiivne?

Antud uurimustöö aitab mõista grafeeni omadusi rakendustes, kus teda kasutataks kuumadest kohtadest soojuse ärajuhtimisel. Sellised kohad tekivad mikro- ja nanosuuruses seadmete struktuuride kitsastes kohtades. Teoreetilisest külje pealt töötasid teadlased välja ka uue mudeli grafeenis toimuva soojusvoo käitumise seletamiseks.

Eraldiseisvalt on grafeenil erakordselt kõrge soojusjuhtivus: 3000-5000 W/mK(vatti meeter-Kelvini kohta). Kuid praktilistes rakendustes oleks grafeenplaat kinnitatud alusele. Teadlased leidsid, et grafeen, olles alusel, omab toatemperatuuril siiski 600W/mK suurust soojusjuhtivust. See ületab kaugelt vase ning räni soojusjuhtivused(250W/mK ja 10W/mK vastavalt), milledest valmistatud õhukesi kilesid praegu elektroonikaseadmetes laialdaselt kasutatakse.

Soojuskadu on grafeeni ja substraadi vastastikmõju tulemus, sest substraat interfereerub grafeeni aatomite vibratsioonilainetega, kui need substraadi pinnaga kokku puutuvad, selgitas artikli kaasautor David Broido, Bostoni Kolledži füüsikaprofessor. Sellisele järeldusele jõuti varasemate teoreetiliste mudelite, mis uurisid vaid grafeeni soojusjuhtivust, abil. Koostööd Lucas Lindsay ja Natalio Mingoga töötati läbi varasem teoreetiline mudel, et püüda seletada grafeeni soojusjuhtivuslikke omadusi.

,,Teoreetiliste füüsikutena oleme me seadmest endast või selle tehnilisest küljest üpriski eraldiseisvad. Oleme rohkem orienteeritud grafeenis toimuva energiavoo mõistmisele ja seletamisele. Võtsime aluseks olemasoleva mudeli eraldiseisva grafeeni jaoks ning avardasime seda, et seletada grafeeni ja substraadi vahelist vastastikust toimet ning mõju materjali läbivale soojusele ja lõppkokkuvõttes ka soojusjuhtivusele.”

Lisaks selle tugevusele, elektronide liikuvusvabadusele selles ning soojusjuhtivusele on grafeen rakendatav õhukesi ränikilesid kasutavates transistorseadmetes – tähtis omadus, kui tahta materjali kasutada madala hinnaga masstootmises. Grafeenist nanoelektroonilised seadmed tarbiksid vähem energiat, töötaksid madalamatel temperatuuridel ja vastupidavamalt ning funktsioneeriksid kiiremini kui praegused räni- ja vasegeneratsiooni seadmed.

Allikas: physorg.com

Loe lisaks:

Artikkel lehel physorg.com: http://www.physorg.com/news189953748.html

Artikkel lehel sciencedaily.com: http://www.sciencedaily.com/releases/2010/04/100408160850.htm

Artikkel lehel physicsweb.com: http://physicsworld.com/cws/article/news/42260

Artikkel lehel nanotechweb.com: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/42254

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Esimene grafeenkõlar seljatab konkurentsi
  2. Uus meetod kontrollib grafiidi üleminekut grafeeniks
  3. Grafeenist ja kvanttäppidest valmistatud ülitundlik fotoandur
  4. Grafeen paljastas oma magnetilise loomuse
  5. Nanoväänded: muudetava funktsionaalsusega grafeen-nanomaterjalid
  6. Uus valmistusmeetod tekitab grafeenis keelutsooni
  7. Grafeeni abil saab vedelikest arseeni eraldada
  8. Grafeentransistorid nanoseadmetes
  9. Uued teadmised grafeeni-metalli vastastikmõjudest
  10. Edusammud grafeeni masstootmise suunas

Filed Under: Rakenduslik teadus, Teadusuudised Tagged With: Grafeen&Grafaan

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2023 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in