中國粉體網(wǎng)訊 納米熱流在熱管理,、光電探測、熱電和數(shù)據(jù)通信等現(xiàn)代電子和光電子應用中發(fā)揮重要作用,。二維層狀材料開始鞏固在諸多應用中的基礎地位,。范德華力異質(zhì)結(jié)構(gòu)由不同的層狀二維材料堆疊而成。這些堆疊可以由不同物理特性的材料組成,,而材料之間的界面超清潔且輪廓清晰,。
在歐盟“石墨烯旗艦”計劃支持下,西班牙光子科學研究所制備出由電介質(zhì)二維材料六方氮化硼封裝石墨烯構(gòu)成范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu),,并成功實時觀察并跟蹤到范德華異質(zhì)結(jié)構(gòu)間發(fā)生的熱傳輸,。研究人員發(fā)現(xiàn)了一個令人驚訝的現(xiàn)象:熱流并沒有停留在石墨烯層,而是流向了周圍的六方氮化硼層,。面外熱轉(zhuǎn)移時間非常快,,為皮秒量級,,因此,比面內(nèi)傳熱有優(yōu)勢,。研究成果發(fā)表在《自然·納米技術》,。
傳熱過程是通過入射光照射石墨烯而激發(fā)的熱電子與六方氮化硼薄片中雙曲聲子-極化激元耦合實現(xiàn)的。這些聲子極化激元在六方氮化硼薄片內(nèi)傳播,,如同光在光纖中傳播一樣,,但是僅限于納米尺度的紅外光。結(jié)果表明,,這些奇異的雙曲線模式是非常有效的散熱方式,。
研究成果將對基于六方氮化硼封裝石墨烯的應用(也是下一代石墨烯應用平臺)產(chǎn)生深遠影響。特別是,該技術將為光電子器件設計提供方向,,以充分利用熱流,。