CPL - Chalmers Publication Library
| Utbildning | Forskning | Styrkeområden | Om Chalmers | In English In English Ej inloggad.

Functionalization mediates heat transport in graphene nanoflakes

H. X. Han ; Yong Zhang (Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap, Elektronikmaterial och system ) ; Nan Wang (Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap, Elektronikmaterial och system ) ; Majid Kabiri Samani (Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap, Elektronikmaterial och system ) ; Y. X. Ni ; Z. Y. Mijbil ; Michael Edwards (Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap, Elektronikmaterial och system ) ; S. Y. Xiong ; K. Saaskilahti ; Murali Murugesan (Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap, Elektronikmaterial och system ) ; Yifeng Fu (Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap, Elektronikmaterial och system ) ; L. L. Ye ; H. Sadeghi ; S. Bailey ; Y. A. Kosevich ; C. J. Lambert ; Johan Liu (Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap, Elektronikmaterial och system ) ; S. Volz
Nature Communications (2041-1723). Vol. 7 (2016),
[Artikel, refereegranskad vetenskaplig]

The high thermal conductivity of graphene and few-layer graphene undergoes severe degradations through contact with the substrate. Here we show experimentally that the thermal management of a micro heater is substantially improved by introducing alternative heat-escaping channels into a graphene-based film bonded to functionalized graphene oxide through amino-silane molecules. Using a resistance temperature probe for in situ monitoring we demonstrate that the hotspot temperature was lowered by similar to 28 degrees C for a chip operating at 1,300 Wcm(-2). Thermal resistance probed by pulsed photothermal reflectance measurements demonstrated an improved thermal coupling due to functionalization on the graphene-graphene oxide interface. Three functionalization molecules manifest distinct interfacial thermal transport behaviour, corroborating our atomistic calculations in unveiling the role of molecular chain length and functional groups. Molecular dynamics simulations reveal that the functionalization constrains the cross-plane phonon scattering, which in turn enhances in-plane heat conduction of the bonded graphene film by recovering the long flexural phonon lifetime.

Nyckelord: few-layer graphene; thermal-conductivity; molecular-dynamics; hot-spots; management; oxide; conductance; contacts; spreader; paper



Denna post skapades 2016-06-03. Senast ändrad 2016-06-08.
CPL Pubid: 237281

 

Läs direkt!

Lokal fulltext (fritt tillgänglig)

Länk till annan sajt (kan kräva inloggning)




Projekt

Denna publikation är ett resultat av följande projekt:


Innovative Nano and Micro Technologies for Advanced Thermo and Mechanical Interfaces (NANOTHERM) (EC/FP7/318117)