اندازه‌گیری هدایت گرمایی گرافن برای اولین بار

محققان توانستند برای اولین بار هدایت گرمایی گرافن را با استفاده از یک روش غیر تماسی اندازه‌گیری کنند. مقدار بالای هدایت گرمایی اندازه‌گیریشده، ثابت می‌کند که گرافن یک هادی گرمایی بسیار خوب و بهتر از مواد مرسومی است که امروزه در تجهیزات الکترونیکی به‌کار می‌روند.

محققان فرانسوی توانستند برای اولین بار هدایت گرمایی گرافن را با استفاده از یک روش غیر تماسی اندازه‌گیری کنند. مقدار بالای هدایت گرمایی اندازه‌گیریشده، ثابت می‌کند که گرافن یک هادی گرمایی بسیار خوب و بهتر از مواد مرسومی است که امروزه در تجهیزات الکترونیکی به کار می‌روند.

بسیاری از دانشمندان معتقدند که گرافن به‌واسطه‌ی خواص مکانیکی و الکترونیکی بی‌نظیر خود می‌تواند جایگزین مناسبی برای سیلیکون در قطعات الکترونیکی باشد، همچنان که ابعاد قطعات الکترونیکی کوچک‌تر می‌شود، گرم شدن موضعی در آنها نیز مهم‌تر می‌شود و مواد با هدایت گرمایی بالاتر می‌توانند گرمای اضافی را به‌طور موثرتری دور کنند.

محققان آزمایشگاه ملی Champs Magnétiques Intense در گرنوبل فرانسه به کمک همکارانشان در انگلستان و جمهوری چک، اندازه‌گیری‌هایی را روی غشایی از گرافن دایره‌ای‌شکل انجام دادند. این غشا بر روی یک صفحه‌ی فلزی که به‌عنوان یک انباره‌ی حرارتی عمل می‌کند، قرار داده شده بود. آنها ابتدا یک پرتوی لیزری به نمونه تاباندند، سپس گرمای موضعی را در نقطه‌ی برخورد لیزر با گرافن اندازه گرفتند.

تست پراش رامان

هنگامی که نور لیزر به جسمی تابیده می‌شود، بخشی از انرژی ورودی در اثر انعکاس سطح برگشت داده می‌شود. بخشی از آن عبور کرده و باقی‌مانده آن به‌وسیله‌ی ماده جذب می‌شود. دانشمندان سعی کردند که مقدار انرژی جذب‌شده را که عامل گرم شدن موضعی است، اندازه بگیرند. طیف‌های پراکندگی رامان از فوتون‌های نشری یا جذب‌شده ناشی می‌شوند و از نسبت این دو طیف برای تعیین کل فوتون‌ها و در نهایت گرمای شبکه استفاده می‌شود.

در انتهای این آزمایش آنها هدایت گرمایی ۶۳۰W/mK را برای گرافن اندازه‌گیری کردند. این مقدار خیلی بیشتر از هدایت گرمایی مس(۲۵۰W/mK) و همچنین سیلیکون (۱۵۰W/mK) است.

پژوهشگران هم‌اکنون در حال استفاده از این غشای گرافنی برای مطالعات نوری- مغناطیسی هستند. میدان‌های مغناطیسی بالا ابزار قدرتمندی برای مطالعه‌ی برهمکنش‌های الکترون- الکترون و الکترون- فوتون هستند و آنها قصد دارند تا با روش‌های نوری به اطلاعات بیشتری درباره ی این برهمکنش‌ها دست یابند. این کار در مجله‌ی ACS Nano منتشر شده‌است.