У углеродных нанотрубок, кажется, появился серьезный конкурент в наноэлектронике – материал графен, представляющий, по сути дела, ту же нанотрубку, только «развернутую» в плоский углеродный лист.

Как установили ученые из Университета Риверсайда, Калифорния (University of California – Riverside UCR), графеновый лист проводит тепло в составе микроэлектронных компонентов гораздо лучше нанотрубок.

“С традиционным уменьшением электронных чипов, обую важность приобретают эффективные теплопроводные материалы, – говорит Александр Баландин (Alexander Balandin), профессор из UCR. – Наша работа позволяет использовать графен в ряде полупроводниковых устройств, обеспечивающих тепловой контроль в оптоэлектронике, фотонике и биотехнологиях”.

Рис. 1. Схема установки по исследованию теплопроводных свойств графена

Для измерения теплопроводности графена ученые использовали оригинальный бесконтактный метод: они расположили пленку длиной всего три микрона на поверхность с углублением так, что большая часть графена оказалась висящей в воздухе между двумя концами, между которыми была закреплена.

Далее, нагревая пленку светом они измеряли степень ее вибрации с помощью Рамановской спектроскопии. Далее, исследовав спектр и сопоставив его с мощностью лазера, Александр и его коллеги смогли точно вычислить коэффициент теплопроводности.

Теплопроводность материала измеряется в Вт/м*К (Ватт/метр*температура (Кельвины)). Как видно, зависит этот показатель от мощности тепловой энергии, длины материала и температуры. Так, для кремния этот коэффициент при комнатной температуре составляет 145 Вт/м*К.

Углеродные нанотрубки могут похвастаться значением теплопроводности от 3000 до 3500 Вт/м*К, в то время как для графеновой пленки значение этого коэффициента может достигать до 5300 Вт/м*К.

Но не только высокая теплопроводность делает графен идеальным кандидатом для мониторинга температуры в чипах, еще одно достоинство графеновых пленок – их геометрия и малая толщина.

Свидиненко Юрий