Un atributo importante del grafeno que lo hace atractivo para la electrónica de alto rendimiento es su conductividad térmica inherentemente grande ($\kappa$) a efectos de la gestión térmica. Usando una teoría combinada de densidad funcional y un enfoque clásico de dinámica molecular, predecimos que $\kappa$ de grafeno soportado en nitruro de boro hexagonal ($h$-BN) puede ser tan grande como el 90% de la $\kappa$ de grafeno suspendido, en contraste con la supresión significativa de $\kappa$ (más del 70% de reducción) en sílice amorfa. Curiosamente, encontramos que este transporte térmico mejorado se atribuye en gran medida al aumento de la vida útil de los modos de fonón acústico en el plano, que es un notable contraste con la contribución dominante de los modos acústicos fuera del plano en grafeno suspendido. Este comportamiento es posible debido a la polarización de carga en todo el grafeno que induce una fuerte adhesión entre capas entre el grafeno y $h$-BN. Estos hallazgos destacan el beneficio potencial de los sustratos dieléctricos en capas, como $h$-BN para la gestión térmica basada en grafeno, además de sus ventajas electrónicas. Además, nuestro estudio llama la atención sobre la importancia de comprender las interacciones entre capas de grafeno con materiales dieléctricos en capas que pueden ofrecer una plataforma tecnológica alternativa para sustratos en electrónica.

• Recibido 14 Mayo 2016

DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.6.034015

Física de la materia condensada y los materiales

Fuente: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevApplied.6.034015