石墨烯发热的原理是什么?
石墨烯的发热原理是基于单层石墨烯的特性。首先,石墨烯是迄今为止导热系数最高的材料,具有非常好的导热性能。其次,石墨烯在室温下的载流子(导电离子)为15000cm/(v·s),是硅材料的十倍,是载流子迁移率最高的锑化铟(InSb)的两倍多。
石墨烯具有优异的光学、电学和力学性能,在材料科学、微纳加工、能源、生物医学和药物输送等领域具有重要的应用前景,被认为是未来的革命性材料。
英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·格姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫通过微机械剥离法成功地将石墨烯从石墨中分离出来,因此* * *获得了2010诺贝尔物理学奖。石墨烯粉末生产的常用方法有机械剥离法、氧化还原法和SiC外延生长法,薄膜生产的方法有化学气相沉积法(CVD)。
扩展数据机械属性
石墨烯是已知强度最高的材料之一。同时韧性好,可以弯曲。石墨烯的理论杨氏模量达到1.0 TPA,固有拉伸强度为1.30 GPA。氢等离子体改性的还原石墨烯也有非常好的强度,平均模量可以达到0.25 MPa[7]石墨烯片组成的石墨纸有很多孔洞,所以非常脆弱。而通过氧化得到的功能化石墨烯,再做成石墨纸,会极其强韧。
电子效应
石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000 cm2/(v·s),是硅材料的10倍以上,是载流子迁移率最高的锑化铟(InSb)的两倍以上。在一定条件下,比如低温,石墨烯的载流子迁移率甚至可以高达250000 cm2/(v·s)。
与许多材料不同,石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小。在50-500K之间的任何温度下,单层石墨烯的电子迁移率约为15000 cm2/(v·s)。
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