¿Medición de la difusividad térmica del grafeno?

Question

Sabemos desde hace tiempo que el grafeno tiene una conductividad térmica en el plano que oscila entre 2000 y 4000 $W m^{-1} K^{-1}$ . Pero para modelizar el transporte de calor en una lámina de grafeno, necesitamos algo más que la conductividad: también necesitamos el calor específico para obtener la difusividad térmica que se utiliza en la ecuación.

No he podido encontrar en Internet resultados de mediciones de esta cantidad. Sólo he visto algunas estimaciones aproximadas basadas en el transporte de fonones, pero aun así, ninguna cifra concreta.

Answer 1

Según este artículo Las capacidades caloríficas molares del grafito y del grafeno deberían ser idénticas por encima de aproximadamente 100 Kelvin. La capacidad calorífica del grafeno está dominada por las contribuciones de los fonones por encima de aproximadamente 1 Kelvin (por debajo de ese valor, la capacidad calorífica de los electrones libres se convierte en una contribución significativa).

El molar capacidad calorífica del grafito a temperatura ambiente es $8.53\text{ J mol}^{-1}\text{K}^{-1}$ .

Answer 2

1- Lin H, Xu S, Wang X, Mei N 2013 Nanotechnology 24 415706. 2- H. Cabrera et al Difusividad térmica del grafeno de pocas capas medida mediante un método totalmente óptico. (artículo de próxima publicación) J. Phys. D: Appl. Phys: http://iopscience.iop.org/0022-3727/page/Forthcoming%20articles;jsessionid=9DEA4B129430EB2B3EB18BBC27C4B940.c1

Answer 3

Aquí se trata de la difusividad térmica del grafeno medida con un método sin contacto http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3727/48/46/465501

Aunque el grafeno monocapa presenta un difusividad térmica, este parámetro puede reducirse significativamente en presencia de capas adicionales, acercándose finalmente al Por ejemplo, se han calculado difusividades térmicas como D = (6,5 ± 0,09) × 10-4 m2 s-1, D = (1,9 ± 0,07) × 10-4 m2 s-1 y D = (1,3 ± 0,05) × 10-4 m2 s-1 para cuatro, ocho y dieciséis capas de grafeno, respectivamente. Para más detalles, véase http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3727/48/46/465501

y una confirmación adicional de estos resultados puede encontrarse en un artículo publicado recientemente con resultados muy similares

El nivel de defecto y la conductividad térmica ideal de grafeno descubierto por la reffusividad térmica residual en el límite de 0 K