Измерение теплопроводности углеродных наностенок методом третьей гармоники

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом химического осаждения из газовой фазы в разряде постоянного тока были получены пленки углеродных наностенок разной толщины. Впервые проведено измерение теплопроводности полученных структур с использованием метода третьей гармоники (3-омега) в диапазоне температур от 280 до 310 К. Показана зависимость теплопроводности стенок от их толщины. При толщине пленки 1 мкм значение теплопроводности углеродных наностенок составляет 6.9 Вт м-1 К-1. Полученные результаты необходимы для конструирования электрооптических приборов на основе углеродных наностенок.

Об авторах

Д. А Чернодубов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: dgkvashnin@phystech.edu
123182, г. Москва, Россия

Ю. В Бондарева

Сколковский институт науки и технологий

Email: dgkvashnin@phystech.edu
121205, г. Москва, Россия

М. В Шибалов

Институт нанотехнологий и микроэлектроники РАН

Email: dgkvashnin@phystech.edu
119991, г. Москва, Россия

А. М Мумляков

Институт нанотехнологий и микроэлектроники РАН

Email: dgkvashnin@phystech.edu
119991, г. Москва, Россия

В. Л Жданов

Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Email: dgkvashnin@phystech.edu
101000, г. Москва, Россия

М. А Тархов

Институт нанотехнологий и микроэлектроники РАН

Email: dgkvashnin@phystech.edu
101000, г. Москва, Россия

К. И Маслаков

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: dgkvashnin@phystech.edu
119991, г. Москва, Россия

Н. В Суетин

Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына

Email: dgkvashnin@phystech.edu
119991, г. Москва, Россия

Д. Г Квашнин

Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН; Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. Пирогова

Автор, ответственный за переписку.
Email: dgkvashnin@phystech.edu
119334, г. Москва, Россия; 117997, г. Москва, Россия

Список литературы

  1. P. Lall, M. Pecht, and E. Hakim, Influence of Temperature on Microelectronics and System Reliability, CRC Press, N.Y. (1997).
  2. A. Inyushkin, A. Taldenkov, V. Ralchenko, A. Bolshakov, A. Koliadin, and A. Katrusha, Phys. Rev. B 97, 144305 (2018).
  3. A.A. Balandin, Nature Mater 10, 569 (2011).
  4. А.И. Подливаев, К.С. Гришаков, К.П. Катин, М.М. Маслов, Письма в ЖЭТФ 114, 172 (2021)
  5. JETP Lett. 114, 143 (2021).
  6. А.И. Подливаев, К.С. Гришаков, К.П. Катин, М.М. Маслов, Письма в ЖЭТФ 113, 182 (2021)
  7. JETP Lett. 113, 169 (2021).
  8. А.И. Подливаев, Письма в ЖЭТФ 115, 384 (2022).
  9. N.D. Orekhov, J.V. Bondareva, D.O. Potapov et al. (Collaboration), Carbon 191, 546 (2022).
  10. N. Orekhov and M. Logunov, Carbon 192, 179 (2022).
  11. V.M. Egorov, A.K. Borisov, and V.A. Marikhin, Technical Physics Letters 48, 49 (2022).
  12. A.N. Enyashin, G. Seifert, and A. L. Ivanovskii, JETP Lett. 80, 608 (2004).
  13. H. Malekpour, P. Ramnani, S. Srinivasan, G. Balasubramanian, D.L. Nika, A. Mulchandani, R.K. Lake, and A.A. Balandin, Nanoscale 8, 14608 (2016).
  14. T. Chen, Y. Huang, L. Wei, T. Xu, and Y. Xie, Carbon 203, 130 (2023).
  15. Y.Wu, B. Yang, B. Zong, H. Sun, Z. Shen, and Y. Feng, J. Mater. Chem. 14, 469 (2004).
  16. M. Hiramatsu and M. Hori, Carbon Nanowalls: Synthesis and Emerging Applications, Springer Science & Business Media, Wien (2010).
  17. S. Evlashin, M. Tarkhov, D. Chernodubov, A. Inyushkin, A. Pilevsky, P. Dyakonov, A. Pavlov, N. Suetin, I. Akhatov, and V. Perebeinos, Phys. Rev. Appl. 15, 054057 (2021).
  18. A.M. Mumlyakov, M.V. Shibalov, E.R. Timofeeva, I.V. Trofimov, N.V. Porokhov, S.A. Evlashin, P.A. Nekludova, E.A. Pershina, Yu.V. Anufriev, A.M. Tagachenkov, E.V. Zenova, and M.A. Tarkhov, Carbon 184, 698 (2021).
  19. S. Evlashin, S. Svyakhovskiy, N. Suetin, A. Pilevsky, T. Murzina, N. Novikova, A. Stepanov, A. Egorov, and A. Rakhimov, Optical and IR Absorption of Multilayer Carbon Nanowalls, Carbon 70, 111 (2014).
  20. H. J. Cho, H. Kondo, K. Ishikawa, M. Sekine, M. Hiramatsu, and M. Hori, Carbon 68, 380 (2014).
  21. K. Kobayashi, M. Tanimura, H. Nakai, A. Yoshimura, H. Yoshimura, K. Kojima, and M. Tachibana, J. Appl. Phys. 101, 094306 (2007).
  22. V.A. Krivchenko, S.A. Evlashin, K.V. Mironovich, N. I. Verbitskiy, A. Nefedov, C. W¨oll, A.Ya. Kozmenkova, N.V. Suetin, S.E. Svyakhovskiy, D.V. Vyalikh, A.T. Rakhimov, A.V. Egorov, and L.V. Yashina, Sci. Rep. 3, 1 (2013).
  23. M. Hiramatsu, S. Mitsuguchi, T. Horibe, H. Kondo, M. Hori, and H. Kano, Jpn. J. Appl. Phys. 52, 01AK03 (2013).
  24. W. Wei and Y.H. Hu, J. Mater. Chem. A 5, 24126 (2017).
  25. V.A. Krivchenko, D.M. Itkis, S.A. Evlashin, D.A. Semenenko, E.A. Goodilin, A.T. Rakhimov, A. S. Stepanov, N.V. Suetin, A.A. Pilevsky, and P.V. Voronin, Carbon 50, 1438 (2012).
  26. Y. Zhang, L. Tan, H. Yin, G. Zhang, and J. Liu, Experimental Measurements of Thermal Performances of Carbon Nanomaterial with Vertical Structures in Hotspot Heat Dissipation, in 2019 IEEE 19th International Conference on Nanotechnology (IEEENANO), Institute of Electrical and Electronics Engineers, Macao, China (2019), p. 370.
  27. A. Achour, B. E. Belkerk, K. Ait Aissa, S. Vizireanu, E. Gautron, M. Carette, P.-Y. Jouan, G. Dinescu, L. Le Brizoual, Y. Scudeller, and M.-A. Djouadi, Appl. Phys. Lett. 102, 061903 (2013).
  28. A. Bilusic, S. Gradecak, A. Tonejc, A. Tonejc, J. Lasjaunias, and A. Smontara, Synth. Met. 121, 1121 (2001).
  29. J. Lasjaunias, M. Saint-Paul, A. Biluˇsi'c, A. Smontara, S. Gradeˇcak, A. Tonejc, A. Tonejc, and N. Kitamura, Phys. Rev. B 66, 014302 (2002).
  30. S.A. Evlashin, F. S. Fedorov, P.V. Dyakonov et al. (Collaboration), J. Phys. Chem. Lett. 11, 4859 (2020).
  31. A.M. Mumlyakov, M.V. Shibalov, I.V. Trofimov, M.G. Verkholetov, A.P. Orlov, G.D. Diudbin, S.A. Evlashin, P.A. Nekludova, Yu.V. Anufriev, A.M. Tagachenkov, E.V. Zenova, and M.A. Tarkhov, J. Alloys Compd. 858, 157713 (2021).
  32. P. Dyakonov, K. Mironovich, S. Svyakhovskiy, O. Voloshina, S. Dagesyan, A. Panchishin, N. Suetin, V. Bagratashvili, P. Timashev, E. Shirshin, and S. Evlashin, Sci. Rep. 7, 1 (2017).
  33. D.G. Cahill, Rev. Sci. Instrum. 61, 802 (1990).
  34. D.A. Chernodoubov and A.V. Inyushkin, Rev. Sci. Instrum. 90(2), 024904 (2019).
  35. J. Alvarez-Quintana and J. Rodriguez-Viejo, Sensors and Actuators A: Physical 142, 232 (2008).
  36. D.A. Chernodubov, I.O. Maiboroda, M. L. Zanaveskin, and A.V. Inyushkin, Phys. Solid State 62, 722 (2020).
  37. L.G. Cancado, K. Takai, T. Enoki, M. Endo, Y.A. Kim, H. Mizusaki, A. Jorio, L.N. Coelho, R. Magalh˜aes- Paniago, and M.A. Pimenta, Appl. Phys. Lett. 88, 163106 (2006).
  38. C. Dames, Annual Review of Heat Transfer 16, 7 (2013).
  39. M.A. Panzer, M. Shandalov, J.A. Rowlette, Y. Oshima, Y.W. Chen, P.C. McIntyre, and K.E. Goodson, IEEE Electron Device Letters 30, 1269 (2009).
  40. M.T. Barako, A. Sood, C. Zhang, J. Wang, T. Kodama, M. Asheghi, X. Zheng, P.V. Braun, and K.E. Goodson, Nano Lett. 16, 2754 (2016).
  41. D. L. Nika, A. S. Askerov, and A.A. Balandin, Nano Lett. 12, 3238 (2012).
  42. G.A. Slack, Phys. Rev. 127, 694 (1962).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023