基于拉曼散射的石墨烯/氧化硅界面传热研究

本文提出了一种"拉曼热测量两步法",成功测量了单层石墨烯与二氧化硅基底之间的界面热阻和石墨烯在基底作用下的导热系数。第一步利用稳态电流加热石墨烯,利用拉曼响应测量其与基底的温差,继而测得石墨烯与基底之间的界面热阻。第二步通过激光加热,由拉曼散射信号获得不同加热功率下的石墨烯的局部温度,根据点热源热扩散模型推导出石墨烯的导热系数。研究发现非约束状态下的石墨烯在加热状态下由于具有明显的形貌变化(褶皱,局部脱离基底等),导致产生较大的接触热阻;同时实验发现由于界面处的声子散射和泄漏,基底状态下的石墨烯导热系数较低。本文利用拉曼热测量技术同时实现了石墨烯界面热阻和石墨烯导热系数的无损化和非接触式测量。