Grafeenista lämpödiodi ja ITO:n korvaaja

Japanilaistutkijoiden grafeeninanoverkko toimi keinotekoisena fononisena kiderakenteena.

Suurempi kuva

Yksi alan insinöörien tavoitteista on, että lämmönsiirtoa voisi säädellä yhtä täsmällisesti kuin sähkövirtaakin. Kuitenkin tehokas lämpötasasuuntaaja puuttuu edelleen.

Japan Advanced Institute of Science and Technologyn (JAIST) tutkijat ovat nyt osoittaneet lupaavan epäsymmetrisen grafeenisen nanomesh-rakenteen, joka osoittaa korkean lämpötasasuuntauksen suhteen alhaisissa lämpötiloissa.

Kokeilu antaa käytännön ohjeen grafeenin nanoverkkorakenteeseen perustuvan tehokkaan lämpödiodin kehittämiseen.

Tohtori Fayong Liun ja JAISTin professori Hiroshi Mizutan johtama fononien tutkimusryhmä yhteistyössä AIST:n tutkijoiden kanssa on osoittanut, että lämpötasauuntauksen ilmiö voidaan havaita suurella jopa 60 % suhteella ripustetuissa asymmetrisissä grafeeninanomesh-rakenteissa matalissa lämpötiloissa (150K ja 250K).

"Tämä tutkimustulos on merkittävä edistysaskel grafeenin käytännön soveltamisessa lämmönhallintaan”, sanoo professori Mizuta. Brittiläistutkijoiden uusi tutkimus on ensimmäinen, joka osoittaa, että grafeeni voi korvata indiumtinaoksidin (ITO) elektronisessa tai optisessa laitteessa.

Yhden atomikerroksen paksuisten materiaalien valmista Paragrafin ja Lontoon Queen Mary -yliopiston tutkijat osoittivat orgaanisen valodiodin (OLED) onnistuneen valmistuksen yksikerroksisella grafeenianodilla, joka korvasi ITO:n orgaanisissa valodiodeissa.

Indium on yksi yhdeksästä harvinaisimmasta alkuaineesta maankuoressa ja se on EU:n kriittisten materiaalien luettelolla. Sitä käytetään kuitenkin laajalti, enimmäkseen indiumtinaoksidin (ITO) muodossa ja se on tärkeä osa matkapuhelimiemme ja tietokoneidemme kosketusnäyttöjä.

Queen Maryn ja Paragrafin professori Colin Humphreys sanoo: "Sen tärkeyden ja niukkuuden vuoksi ITO:a on yritetty korvata useaan otteeseen, mutta toistaiseksi ei ole löydetty materiaalia, jolla olisi vastaava suorituskyky elektronisessa tai optisessa laitteessa."

”Paperimme on ensimmäinen maailmassa, joka osoittaa, että grafeeni voi korvata ITO:n elektronisessa ja/tai optisessa laitteessa. Olemme osoittaneet, että grafeeni-OLEDillä on identtinen suorituskyky ITO-OLEDin kanssa. ITO-OLEDejä käytetään laajalti matkapuhelimiemme kosketusnäyttöissä."

Aiheesta aiemmin:

Vesipisaroiden diodit jäähdyttävät

Lähes ideaalinen diodi

Lupaava läpinäkyvä johde