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研究透視:石墨-熱整流 | Nature

來(lái)源:今日新材料|

發(fā)表時(shí)間:2024-10-31

點(diǎn)擊:6127

特斯拉閥Tesla valve有利于微流控系統(tǒng)中流體流動(dòng)的整流,并啟發(fā)研究人員參照液態(tài)背景下的流體整流機(jī)制,設(shè)計(jì)現(xiàn)代固態(tài)電子和熱整流器。

相比于微流體通道中的流體整流,微固體通道中的熱聲子整流,由于聲子之間動(dòng)量守恒碰撞的缺少,以及類(lèi)液體聲子流的不頻繁出現(xiàn),從而而表現(xiàn)出了更高的復(fù)雜性。最近,在石墨材料中,聲子流體動(dòng)力學(xué)研究,為實(shí)現(xiàn)熱整流開(kāi)辟了新的途徑。
今日,日本東京大學(xué)(The University of Tokyo)Xin Huang,Masahiro Nomura等,在Nature上發(fā)文,報(bào)道了一種聲子流體動(dòng)力學(xué)方法,實(shí)現(xiàn)了同位素富集石墨晶體中,熱傳導(dǎo)的整流。
在90nm厚的石墨中,設(shè)計(jì)了微米級(jí)的特斯拉閥,并在45K溫度時(shí),觀察到了15.2%熱導(dǎo)率差異。
這一工作標(biāo)志著,在微納米級(jí)電子器件中,利用集體聲子行為,實(shí)現(xiàn)了熱管理的重要一步,有助于固體中的熱整流研究。

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A graphite thermal Tesla valve driven by hydrodynamic phonon transport .
流體動(dòng)力學(xué)聲子輸運(yùn)驅(qū)動(dòng)的石墨熱特斯拉閥。


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圖1: 石墨特斯拉閥和熱特性。


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圖2: 聲子特斯拉閥的蒙特卡羅模擬。


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圖3: 石墨特斯拉閥的熱導(dǎo)率。


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圖4: 石墨特斯拉閥中的熱整流。

文獻(xiàn)鏈接
Huang, X., Anufriev, R., Jalabert, L. et al. A graphite thermal Tesla valve driven by hydrodynamic phonon transport . Nature (2024). 
https://doi.org/10.1038/s41586-024-08052-1
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08052-1
本文譯自Nature。

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