日本高级科学技术研究所
图1:不对称石墨烯纳米网格装置的示意图，以及使用最先进的聚焦氦离子束技术在悬浮石墨烯上制造的周期性纳米孔(纳米网格)
学分:日本高级科学技术研究所 这是人类期望的目标之一，我们希望精确地控制热传输，就像我们可以控制电流一样
然而，高性能热整流器或热二极管仍然缺失
目前，日本高级科学技术研究所(JAIST)的研究人员已经展示了一种有前途的不对称石墨烯纳米网器件，该器件在低温下显示出高的热整流比
该实验为开发基于石墨烯纳米网格结构的高效热整流器提供了实用指南
该发现发表在《纳米未来》杂志上
热整流器首次由斯塔尔公司演示
在1936年，来自一个方向的热通量大于相反方向的热通量，类似于电二极管
大块材料中的常规机制是基于两种不同成分材料中热导率的不同温度依赖性
然而，大多数基于这种机制的演示结果显示了大约10%到20%的低整流比
此外，在纳米级器件中，几乎不可能知道热整流器每个部分的热导率
在这种情况下，对开发高性能热整流器的新策略提出了更高的要求
由博士领导的声子研究小组
刘发勇教授
JAIST的Hiroshi Mizuta与美国国家先进工业科学技术研究所(AIST)的研究人员合作，证明了在低温(150K和250K)下，在悬浮的不对称石墨烯纳米网格器件上，可以以高达60%的比率观察到热整流现象
他们在热流通道的一半面积上引入石墨烯纳米网作为人工声子晶体结构(图1)
纳米孔直径约为6纳米，间距为20纳米
借助“差分热泄漏”方法，热流测量不受通过悬浮通道的电子电流泄漏的干扰
研究的重点是这种新型器件结构的声子输运性质
“这一研究成果是石墨烯在热管理实际应用方面的重大进步
这也是我们最终目标的一个显著里程碑，即应用石墨烯建设一个更加绿色的世界。”
米佐塔实验室的负责人
米祖塔实验室专注于石墨烯基器件的基础物理和潜在应用
这项研究为提高热整流器的性能提供了一种系统的方法，也提高了将其扩展到室温应用的可能性
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