石墨烯纳米带中热流从弹道输运到扩散输运的交叉
介观与纳米尺度物理
2013-04-18 v1 材料科学
摘要
纳米材料中的热流是一个重要的研究领域，具有基础和技术意义。然而，关于尺寸与声子平均自由程 (mfp) 相当的二维 (2D) 器件或互连线中的热流知之甚少。在此，我们发现短的 quarter-micron 石墨烯样品在室温下可达到约 35% 的弹道热导极限，这得益于衬底支撑石墨烯中较大的声子 mfp（约 100 nm）。相比之下，将类似样品图案化为纳米带 (GNRs) 会导致由带宽和边缘无序控制的扩散热流机制。在边缘控制机制下，GNR 热导率随宽度的缩放比例约为 ，在室温下 65 nm 宽的 GNR 中约为 100 W/m/K。在声子 mfp 尺度上操纵器件尺寸可用于实现对其载热特性的完全控制，从而接近根本上限或下限。
引用
@article{arxiv.1304.1179,
title = {Ballistic to diffusive crossover of heat flow in graphene ribbons},
author = {Myung-Ho Bae and Zuanyi Li and Zlatan Aksamija and Pierre N. Martin and Feng Xiong and Zhun-Yong Ong and Irena Knezevic and Eric Pop},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.1179},
year = {2013}
}
备注
Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms2755 (2013)