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【科技新聞編輯】石墨烯包裹納米線——柔性屏中新材料

發布時間：2015-03-20

材料人網注：普渡大學研究人員利用等離子體增強化學氣相沉積，將石墨烯包裹在銅納米線上，有效防止銅線被氧化，并顯著提高數據傳輸速度，降低傳導熱。這種材料在液晶和柔性顯示器中的應用前景很好。
       Zhihong Chen是普渡大學電子計算機工程專業的一名副教授，他的一名博士研究生Ruchit Mehta說：“在高性能半導體芯片和液晶顯示器的應用中，高傳導性的銅納米線十分有利于數據傳輸和熱傳導。”
       研究人員將銅納米線用石墨烯包裹，研究結果表明：相比于未被石墨烯包裹的銅納米線，復合銅納米線傳輸數據的速度快了15%，同時最高溫度也降低了27%。
       Ruchit Mehta說：“如果以后將銅和石墨烯的復合材料應用到硅芯片和柔性電子產品中，肯定會提高數據傳輸的速度并且能夠降低傳導熱。”
       對于這種復合材料的論述可以在二月份出版的《納米快報》中看到。該論文的作者是Mehta，他是Sunny Chugh和Chen的博士研究生。
       研究人員和企業正在試圖使納米線變得更細，以此來增大芯片中電子元件的集成密度。但是如果縮短納米線的直徑，在增大芯片儲存能的同時也會降低數據傳輸的速度和熱傳導能力，這樣可能會到導致芯片過熱，給芯片造成損害。用石墨烯包裹的銅納米線能夠防止銅線氧化，并且可以保持低電阻,從而降低傳導熱。
       Mehta說：“如果銅納米線的表面被氧覆蓋，這樣會使銅的導電和傳熱性能大幅下降。”“這點非常重要，因為我們都想讓盡可能多的電流通過銅線以提高傳輸速度，但是銅線如果承載太多的電流會軟化。如果銅線有良好的電子傳輸能力和熱傳導能力，就可以讓更多的電流通過銅線。”
       這種復合材料有希望應用于透明和柔性顯示器中，因為它只需要很少的量就能達到顯示、保持透明的目的，并且它是可彎曲的。
       Mehta說：“銅線通常不會被用于透明和柔性顯示器中，因為它終究會被氧化直到損壞。如果能夠阻止被氧化，銅可能會變得比較適合用于這種顯示器。”
       目前用石墨烯包裹銅納米線的技術還是不是很成熟，因為這個過程需要在大約1000℃進行化學氣相沉積，在這樣的溫度下銅的薄膜和小尺度線將會被消減。但是研究人員已經開發出了一種新技術，即用等離子體增強化學氣相沉積的方法在650℃下將石墨烯包裹在銅納米線上，這樣可以讓小尺寸線完整無損。實驗分別對兩種不同直徑的納米線進行了測試：第一種是180nm（比人的頭發細500多倍），第二種是280nm。

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