當石墨烯遭遇熱波

【據美國sciencedaily網站2015年3月6日報道】法國巴黎綜合理工學院（EPFL）對石墨烯和其它二維材料中熱耗散基本機制做了新的闡述：熱可以跨越很長的距離作為波擴散（就像聲波在空氣中那樣）。在最小化電子元器件過程中面臨的重大挑戰是器件越小或越快，冷卻挑戰就越大。改善冷卻的解決方案是采用極高熱導率材料（如石墨烯）以迅速耗散熱從而冷卻電路。一般情況下，熱通過原子振動（稱“聲子”）在材料中擴散。當熱穿越三維材料擴散時，這些聲子保持彼此碰撞、合并或破裂，沿途所有這些過程都能限制熱導率。只有極端條件【溫度接近絕對零度（-200攝氏度或更低）】下才有可能觀察到準-無衰減熱傳遞。EPFL的模擬（基于物理學假設）從原子水平證實，薄片型材料的行為（即使在室溫下）與極低溫下的三維材料相同，極少衰減地傳熱（準-無衰減傳播，稱“第二波”的像波一樣的散射現象——量子化熱的波），所有聲子整齊劃一地一起行進很長的距離。由波描述的熱輸運不僅存在于石墨烯中也存在于其它還沒有研究的材料中。這為運用某些新穎二維材料性質開發未來電子元器件設計（無論納米尺度冷卻電路還是替換未來電子元件中的硅）的工程師提供了極有價值的工具。（戴海燕提供）