Экспериментальное исследование коэффициента теплопроводности в тонких пленках на основе одностенных углеродных нанотрубок
Российский фонд фундаментальных исследований, Правительство Красноярского края, Красноярский краевой фонд науки, Региональный конкурс проектов фундаментальных научных исследований, выполняемых молодыми учеными, №18-42-243010
Тамбасов И.А.
1, Воронин А.С.2,3, Евсевская Н.П.4, Кузнецов Ю.М.5, Лукьяненко А.В.1,3, Тамбасова Е.В.6, Горнаков М.О.1, Дорохин М.В.5, Логинов Ю.Ю.6
1Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, Россия
2Федеральный исследовательский центр Красноярский научный центр СO РАН, Красноярск, Россия
3Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
4Институт химии и химической технологии СО РАН, ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия
5Научно-исследовательский физико-технический институт Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
6Сибирский государственный университет науки и технологий им. М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия
Email: tambasov_igor@mail.ru
Поступила в редакцию: 11 ноября 2019 г.
В окончательной редакции: 21 января 2020 г.
Принята к печати: 21 января 2020 г.
Выставление онлайн: 25 марта 2020 г.
Тонкие пленки на основе одностенных углеродных нанотрубок с толщиной от 11±3 до 157± 18 nm были сформированы с помощью вакуумной фильтрации. Коэффициент теплопроводности в тонких пленках был исследован в зависимости от толщины и температуры до 450 K с помощью 3omega-метода. Обнаружено, что в области 49 nm подведенное тепло от золотой полоски начинало эффективно распространяться в плоскость тонкой пленки. Коэффициент теплопроводности для тонких пленок с толщиной от 49± 8 nm был измерен согласно 3omega-метода для объемных образцов. Было обнаружено, что коэффициент теплопроводности в тонких пленках на основе одностенных углеродных нанотрубок сильно зависит от толщины и температуры. Коэффициент теплопроводности резко повышался (~ 60 раз) при увеличении толщины с 11± 3 до 65± 4 nm. Kроме этого, было выявлено, что коэффициент теплопроводности для 157± 18 nm тонкой пленки стремительно уменьшался с 211± 11 до 27.5± 1.4 W·m-1·K-1 для 300 и 450 K соответственно. Ключевые слова: одностенные углеродные нанотрубки, вакуумная фильтрация, тонкие пленки, коэффициент теплопроводности.
- S. Park, M. Vosguerichian, Z.A. Bao. Nanoscale 5, 1727 (2013)
- T. Cheng, Y.Z. Zhang, W.Y. Lai, W. Huang. Adv. Mater. 27, 3349 (2015).
- I.A. Tambasov, A.S. Voronin, N.P. Evsevskaya, M.N. Volochaev, Y.V. Fadeev, A.S. Krylov, A.S. Aleksandrovskii, A.V. Luk'yanenko, S.R. Abelyan, E.V. Tambasova. Phys. Solid State 60, 2649 (2018)
- J.L. Blackburn, A.J. Ferguson, C. Cho, J.C. Grunlan. Adv. Mater. 30, 1704386 (2018)
- A.V. Eletskii. Phys. Usp. 52, 209 (2009)
- E. Brown, L. Hao, J.C. Gallop, J.C. Macfarlane. Appl. Phys. Lett. 87, 023107 (2005)
- A. Kamyshny, S. Magdassi. Chem. Soc. Rev. 48, 1712 (2019)
- B. Kumanek, D. Janas. J. Mater. Sci. 54, 7397 (2019)
- A.D. Avery, B.H. Zhou, J. Lee, E.S. Lee, E.M. Miller, R. Ihly, D. Wesenberg, K.S. Mistry, S.L. Guillot, B.L. Zink, Y.H. Kim, J.L. Blackburn, A.J. Ferguson. Nature Energy 1, 16033 (2016)
- I.A. Tambasov, A.S. Voronin, N.P. Evsevskaya, M.N. Volochaev, Y.V. Fadeev, M.M. Simunin, A.S. Aleksandrovsky, T.E. Smolyarova, S.R. Abelian, E.V. Tambasova, M.O. Gornakov, V.A. Eremina, Y.M. Kuznetsov, M.V. Dorokhin, E.D. Obraztsova. Physica E 114, 113619 (2019)
- I.A. Tambasov, M.N. Volochaev, A.S. Voronin, N.P. Evsevskaya, A.N. Masyugin, A.S. Aleksandrovskii, T.E. Smolyarova, I.V. Nemtsev, S.A. Lyashchenko, G.N. Bondarenko, E.V. Tambasova. Phys. Solid State 61, 1904 (2019)
- D.G. Cahill, M. Katiyar, J.R. Abelson. Phys. Rev. B 50, 6077 (1994)
- D.G. Cahill. Rev. Sci. Instrum. 61, 802 (1990)
- F. Chen, J. Shulman, Y. Xue, C.W. Chu, G.S. Nolas. Rev. Sci. Instrum. 75, 4578 (2004)
- D.W. Oh, A. Jain, J.K. Eaton, K.E. Goodson, J.S. Lee. Int. J. Heat Fluid Fl 29, 1456 (2008)
- E. Pop, D. Mann, Q. Wang, K.E. Goodson, H.J. Dai. Nano Lett. 6, 96 (2006)
- S. Yoshida, Y. Feng, C. Delacou, T. Inoue, R. Xiang, R. Kometani, S. Chiashi, E.I. Kauppinen, S. Maruyama. Nanotechnology 28, 185701 (2017)
- Y. Feng, T. Inoue, M. Watanabe, S. Yoshida, Y. Qian, R. Xiang, E.I. Kauppinen, S. Chiashi, S. Maruyama. Jpn J. Appl. Phys. 57, 075101 (2018)
- J. Hone, M.C. Llaguno, N.M. Nemes, A.T. Johnson, J.E. Fischer, D.A. Walters, M.J. Casavant, J. Schmidt, R.E. Smalley. Appl. Phys. Lett. 77, 666 (2000)
- A. Duzynska, A. Taube, K.P. Korona, J. Judek, M. Zdrojek. Appl. Phys. Lett. 106, 183108 (2015)
- M. Yarali, J. Hao, M. Khodadadi, H. Brahmi, S. Chen, V.G. Hadjiev, Y.J. Jung, A. Mavrokefalos. Rsc Advances 7, 14078 (2017)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.