石墨烯-六方氮化硼異質(zhì)結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)超快熱傳

據(jù)今日科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道：納米熱流在熱管理、光電探測(cè)、熱電和數(shù)據(jù)通信等現(xiàn)代電子和光電子應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。二維層狀材料開(kāi)始鞏固在諸多應(yīng)用中的基礎(chǔ)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(jì)劃支持下，西班牙光子科學(xué)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(shí)時(shí)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(gè)令人驚訝的現(xiàn)象：熱流并沒(méi)有停留在石墨烯層，而是流向了周?chē)牧降饘?。面外熱轉(zhuǎn)移時(shí)間非常快，為皮秒量級(jí)，因此，比面內(nèi)傳熱有優(yōu)勢(shì)。研究成果發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》。

傳熱過(guò)程是通過(guò)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(shí)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(duì)基于六方氮化硼封裝石墨烯的應(yīng)用(也是下一代石墨烯應(yīng)用平臺(tái))產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。特別是，該技術(shù)將為光電子器件設(shè)計(jì)提供方向，以充分利用熱流。