1. Ingénierie du substrat :Le substrat sur lequel le graphène est cultivé ou transféré peut influencer considérablement ses propriétés thermiques. Les substrats à haute conductivité thermique, tels que le cuivre ou le diamant, peuvent faciliter une dissipation rapide de la chaleur et améliorer la vitesse de refroidissement du graphène. En revanche, les substrats à faible conductivité thermique, comme le verre ou les polymères, peuvent agir comme isolants thermiques et ralentir le processus de refroidissement.
2. Matériaux d'interface thermique :L'introduction de matériaux d'interface thermique (TIM) entre le graphène et le substrat peut améliorer le contact thermique et améliorer le transfert de chaleur. Les TIM, généralement constitués de matériaux souples et thermiquement conducteurs comme la graisse thermique, les matériaux à changement de phase ou les films métallisés, peuvent réduire la résistance thermique et favoriser un refroidissement plus rapide du graphène.
3. Micro/Nano-Structure :La création de micro/nano-structures sur la surface du graphène peut influencer ses propriétés de transport thermique. En introduisant des pores, des rides ou d'autres modifications de surface, la conductivité thermique effective du graphène peut être réduite. Cette approche peut conduire à des taux de refroidissement plus lents, permettant une meilleure gestion thermique dans des applications spécifiques.
4. Graphène multicouche :L'empilement de plusieurs couches de graphène peut créer une structure multicouche avec une conductivité thermique réduite par rapport au graphène monocouche. Les interactions intercouches entre les feuilles de graphène peuvent entraver la propagation de la chaleur, entraînant des taux de refroidissement plus lents.
5. Dopage et fonctionnalisation :Le dopage du graphène avec des impuretés ou l'introduction de groupes fonctionnels chimiques peuvent modifier ses propriétés électroniques et thermiques. Certains dopants ou groupes fonctionnels peuvent agir comme des centres de diffusion de phonons, perturbant le transport des caloporteurs et conduisant à une conductivité thermique réduite. Cela peut contrôler efficacement la vitesse de refroidissement du graphène.
6. Champs externes :L'application de champs externes, tels que des champs électriques ou magnétiques, peut influencer les propriétés thermiques du graphène. Ces champs peuvent induire des modifications dans la structure électronique et le transport des phonons, affectant la vitesse de refroidissement. Cependant, la mise en œuvre pratique de cette approche nécessite un examen attentif et une optimisation.
Il convient de noter que la méthode spécifique utilisée pour contrôler la vitesse de refroidissement du graphène dépend de l'application prévue et des performances thermiques souhaitées. Comprendre les mécanismes de transport thermique sous-jacents et optimiser le système graphène-substrat sont essentiels pour obtenir le comportement de refroidissement souhaité et maximiser le potentiel du matériau.
