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【科技新聞編輯】石墨烯包裹納米線——柔性屏中新材料

發(fā)布時(shí)間：2015-03-20

材料人網(wǎng)注：普渡大學(xué)研究人員利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積，將石墨烯包裹在銅納米線上，有效防止銅線被氧化，并顯著提高數(shù)據(jù)傳輸速度，降低傳導(dǎo)熱。這種材料在液晶和柔性顯示器中的應(yīng)用前景很好。
       Zhihong Chen是普渡大學(xué)電子計(jì)算機(jī)工程專(zhuān)業(yè)的一名副教授，他的一名博士研究生Ruchit Mehta說(shuō)：“在高性能半導(dǎo)體芯片和液晶顯示器的應(yīng)用中，高傳導(dǎo)性的銅納米線十分有利于數(shù)據(jù)傳輸和熱傳導(dǎo)?！?/span>
       研究人員將銅納米線用石墨烯包裹，研究結(jié)果表明：相比于未被石墨烯包裹的銅納米線，復(fù)合銅納米線傳輸數(shù)據(jù)的速度快了15%，同時(shí)最高溫度也降低了27%。
       Ruchit Mehta說(shuō)：“如果以后將銅和石墨烯的復(fù)合材料應(yīng)用到硅芯片和柔性電子產(chǎn)品中，肯定會(huì)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣炔⑶夷軌蚪档蛡鲗?dǎo)熱?！?/span>
       對(duì)于這種復(fù)合材料的論述可以在二月份出版的《納米快報(bào)》中看到。該論文的作者是Mehta，他是Sunny Chugh和Chen的博士研究生。
       研究人員和企業(yè)正在試圖使納米線變得更細(xì)，以此來(lái)增大芯片中電子元件的集成密度。但是如果縮短納米線的直徑，在增大芯片儲(chǔ)存能的同時(shí)也會(huì)降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群蜔醾鲗?dǎo)能力，這樣可能會(huì)到導(dǎo)致芯片過(guò)熱，給芯片造成損害。用石墨烯包裹的銅納米線能夠防止銅線氧化，并且可以保持低電阻,從而降低傳導(dǎo)熱。
       Mehta說(shuō)：“如果銅納米線的表面被氧覆蓋，這樣會(huì)使銅的導(dǎo)電和傳熱性能大幅下降?！薄斑@點(diǎn)非常重要，因?yàn)槲覀兌枷胱尡M可能多的電流通過(guò)銅線以提高傳輸速度，但是銅線如果承載太多的電流會(huì)軟化。如果銅線有良好的電子傳輸能力和熱傳導(dǎo)能力，就可以讓更多的電流通過(guò)銅線。”
       這種復(fù)合材料有希望應(yīng)用于透明和柔性顯示器中，因?yàn)樗恍枰苌俚牧烤湍苓_(dá)到顯示、保持透明的目的，并且它是可彎曲的。
       Mehta說(shuō)：“銅線通常不會(huì)被用于透明和柔性顯示器中，因?yàn)樗K究會(huì)被氧化直到損壞。如果能夠阻止被氧化，銅可能會(huì)變得比較適合用于這種顯示器?！?/span>
       目前用石墨烯包裹銅納米線的技術(shù)還是不是很成熟，因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程需要在大約1000℃進(jìn)行化學(xué)氣相沉積，在這樣的溫度下銅的薄膜和小尺度線將會(huì)被消減。但是研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種新技術(shù)，即用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積的方法在650℃下將石墨烯包裹在銅納米線上，這樣可以讓小尺寸線完整無(wú)損。實(shí)驗(yàn)分別對(duì)兩種不同直徑的納米線進(jìn)行了測(cè)試：第一種是180nm（比人的頭發(fā)細(xì)500多倍），第二種是280nm。

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