Выпуски

 / 

2011

 / 

Март

  

Обзоры актуальных проблем


Графен: методы получения и теплофизические свойства

 а,  а,  а,  б
а Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», пл. акад. Курчатова 1, Москва, 123182, Российская Федерация
б ООО «Кинтех Лаб», ул. 3-я Хорошевская 12, Москва, 123298, Российская Федерация

Представлен обзор современного состояния исследований в области графена — двумерной гексагональной структуры, составленной из атомов углерода. Рассмотрены структурные особенности графена и основные методы его получения. Анализируются фононные свойства графена и его характеристики, которые определяются этими свойствами. В частности, обсуждается проблема определения теплопроводности графена и последние экспериментальные и теоретические достижения в этом направлении. Обсуждаются проблемы стабильности двумерных кристаллических структур и размерные эффекты, которые проявляются в зависимости характеристик графена от его поперечных размеров. Анализируются методы моделирования, направленные на установление фононных характеристик и коэффициента теплопроводности графена.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
PACS: 61.48.−c, 63.22.Rc, 65.80.Ck (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0181.201103a.0233
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2011/3/a/
Цитата: Елецкий А В, Искандарова И М, Книжник А А, Красиков Д Н "Графен: методы получения и теплофизические свойства" УФН 181 233–268 (2011)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 27 мая 2010, доработана: 13 сентября 2010, 21 сентября 2010

English citation: Eletskii A V, Iskandarova I M, Knizhnik A A, Krasikov D N “Graphene: fabrication methods and thermophysical propertiesPhys. Usp. 54 227–258 (2011); DOI: 10.3367/UFNe.0181.201103a.0233

Список литературы (184) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (81) Похожие статьи (20)

  1. Novoselov K S et al. Science 306 666 (2004)
  2. Novoselov K S et al. Proc. Natl. Acad. Sci. 102 10451 (2005)
  3. Novoselov K S et al. Nature 438 197 (2005)
  4. Geim A K, Novoselov K S Nature Mater. 6 183 (2007)
  5. Лозовик Ю Е, Меркулова С П, Соколик А А УФН 178 757 (2008); Lozovik Yu E, Merkulova S P, Sokolik A A Phys. Usp. 51 727 (2008)
  6. Морозов С В, Новоселов К С, Гейм А К УФН 178 776 (2008); Morozov S V, Novoselov K S, Geim A K Phys. Usp. 51 744 (2008)
  7. Castro Neto A H et al. Rev. Mod. Phys. 81 109 (2009)
  8. Peierls R E Helv. Phys. Acta 7 81 (1934)
  9. Peierls R E Ann. Inst. Henri Poincaré 5 177 (1935)
  10. Landau L D Phys. Z. Sowjetunion 11 26 (1937); Ландау Л Д ЖЭТФ 7 19 (1937)
  11. Mermin N D, Wagner H Phys. Rev. Lett. 17 1133 (1966)
  12. Mermin N D Phys. Rev. 176 250 (1968)
  13. Meyer J C et al. Nature 446 60 (2007)
  14. Fasolino A, Los J H, Katsnelson M I Nature Mater. 6 858 (2007)
  15. Nelson D R, Peliti L J. Physique 48 1085 (1987)
  16. Le Doussal P, Radzihovsky L Phys. Rev. Lett. 69 1209 (1992)
  17. Nelson D, Piran T, Weinberg S (Eds) Statistical Mechanics of Membranes and Surfaces (River Edge, NJ: World Scientific, 2004)
  18. Ghosh S et al. Appl. Phys. Lett. 92 151911 (2008)
  19. Nika D L et al. Phys. Rev. B 79 155413 (2009)
  20. Schwamb T et al. Nanotechnology 20 405704 (2009)
  21. Malard L M et al. Phys. Rep. 473 51 (2009)
  22. Meyer J C et al. Solid State Commun. 143 101 (2007)
  23. Bao W et al. Nature Nanotechnol. 4 562 (2009)
  24. Chen C-C et al. Nano Lett. 9 4172 (2009)
  25. Jin C et al. Phys. Rev. Lett. 102 205501 (2009)
  26. Partoens B, Peeters F M Phys. Rev. B 74 075404 (2006)
  27. Bostwick A et al. Eur. Phys. J. Special Topics 148 5 (2007)
  28. Lehtinen P O et al. Phys. Rev. Lett. 91 017202 (2003)
  29. Chan S P et al. Phys. Rev. B 69 092101 (2004)
  30. Kitipornchai S, He X Q, Liew K M Phys. Rev. B 72 075443 (2005)
  31. Yan J-A, Ruan W Y, Chou M Y Phys. Rev. B 77 125401 (2008)
  32. Mounet N, Marzari N Phys. Rev. B 71 205214 (2005)
  33. Lahaye R J W E et al. Phys. Rev. B 79 125435 (2009)
  34. Li J-L et al. Phys. Rev. Lett. 96 176101 (2006)
  35. Boukhvalov D W, Katsnelson M I J. Am. Chem. Soc. 130 10697 (2008)
  36. Paci J T, Belytschko T, Schatz G C J. Phys. Chem. C 111 18099 (2007)
  37. He H et al. J. Phys. Chem. 100 19954 (1996)
  38. Kudin K N et al. Nano Lett. 8 36 (2008)
  39. Sofo J O, Chaudhari A S, Barber G D Phys. Rev. B 75 153401 (2007)
  40. Elias D C et al. Science 323 610 (2009)
  41. Dresselhaus M S, Dresselhaus G Adv. Phys. 30 139 (1981)
  42. Furtado C A et al. J. Am. Chem. Soc. 126 6095 (2004)
  43. Giordani S et al. J. Phys. Chem. B 110 15708 (2006)
  44. Landi B J et al. J. Phys. Chem. B 108 17089 (2004)
  45. Hasan T et al. J. Phys. Chem. C 111 12594 (2007)
  46. Bergin S D et al. Nanotechnology 18 455705 (2007)
  47. Hernandez Y et al. Nature Nanotechnol. 3 563 (2008)
  48. Park S, Ruoff R S Nature Nanotechnol. 4 217 (2009)
  49. Eda G, Fanchini G, Chhowalla M Nature Nanotechnol. 3 270 (2008)
  50. Dikin D A et al. Nature 448 457 (2007)
  51. Stankovich S et al. Nature 442 282 (2006)
  52. Li D et al. Nature Nanotechnol. 3 101 (2008)
  53. Li X et al. Science 319 1229 (2008)
  54. Brodie B C Ann. Chim. Phys. 59 466 (1860)
  55. Schafhaeutl C Phil. Mag. Ser. 3 16 570 (1840)
  56. Staudenmaier L Ber. Deutsch. Chem. Ges. 31 1481 (1898)
  57. Hummers W S (Jr.), Offeman R E J. Am. Chem. Soc. 80 1339 (1958)
  58. Kotov N A, Dékány I, Fendler J H Adv. Mater. 8 637 (1996)
  59. Cassagneau T, Guérin F, Fendler J H Langmuir 16 7318 (2000)
  60. Kovtyukhova N I et al. Chem. Mater. 11 771 (1999)
  61. Hirata M, Gotou T, Ohba M Carbon 43 503 (2005)
  62. He H et al. Chem. Phys. Lett. 287 53 (1998)
  63. Lerf A et al. J. Phys. Chem. B 102 4477 (1998)
  64. Cai W et al. Science 321 1815 (2008)
  65. Buchsteiner A, Lerf A, Pieper J J. Phys. Chem. B 110 22328 (2006)
  66. Stankovich S et al. J. Mater. Chem. 16 155 (2006)
  67. Jung I et al. Nano Lett. 7 3569 (2007)
  68. Li X et al. Nature Nanotechnol. 3 538 (2008)
  69. Chen H et al. Adv. Mater. 20 3557 (2008)
  70. Stankovich S et al. Carbon 45 1558 (2007)
  71. Si Y, Samulski E T Nano Lett. 8 1679 (2008)
  72. Gao W et al. Nature Chem. 1 403 (2009)
  73. Schniepp H C et al. J. Phys. Chem. B 110 8535 (2006)
  74. Zhang M et al. J. Mater. Sci. Lett. 17 2108 (1998)
  75. Che G et al. Chem. Mater. 10 260 (1998)
  76. Kim K S et al. Nature 457 706 (2009)
  77. Krätschmer W et al. Nature 347 354 (1990)
  78. Iijima S Nature 354 56 (1991)
  79. Iijima S, Ichihashi T Nature 363 603 (1993)
  80. Wu Z-S et al. ACS Nano 3 411 (2009)
  81. Li X et al. Science 324 1312 (2009)
  82. Bae S et al. Nature Nanotechnol. 5 574 (2010)
  83. Yoo E et al. Nano Lett. 8 2277 (2008)
  84. McAllister M J et al. Chem. Mater. 19 4396 (2007)
  85. Verdejo R et al. J. Mater. Chem. 18 2221 (2008)
  86. Ferrari A C Solid State Commun. 143 47 (2007)
  87. Ferrari A C et al. Phys. Rev. Lett. 97 187401 (2006)
  88. Wu Z-S et al. Carbon 47 493 (2009)
  89. Hibino H, Kageshima H, Nagase M J. Phys. D 43 374005 (2010)
  90. Berger C et al. J. Phys. Chem. B 108 19912 (2004)
  91. Berger C et al. Science 312 1191 (2006)
  92. Emtsev K V et al. Nature Mater. 8 203 (2009)
  93. Hibino H et al. Phys. Rev. B 77 075413 (2008)
  94. Ohta T et al. New J. Phys. 10 023034 (2008)
  95. Hass J et al. Appl. Phys. Lett. 89 143106 (2006)
  96. Zhang Y et al. Nature 438 201 (2005)
  97. Kedzierski J et al. IEEE Trans. Electron Devices 55 2078 (2008)
  98. Sutter P Nature Mater. 8 171 (2009)
  99. Sutter P W, Flege J-I, Sutter E A Nature Mater. 7 406 (2008)
  100. Marchini S, Günther S, Wintterlin J Phys. Rev. B 76 075429 (2007)
  101. Vázquez de Parga A L et al. Phys. Rev. Lett. 100 056807 (2008)
  102. Pan Y, Shi D-X, Gao H-J Chinese Phys. 3151 (2007)
  103. N'Diaye A T et al. Phys. Rev. Lett. 97 215501 (2006)
  104. Coraux J et al. Nano Lett. 8 565 (2008)
  105. Arnoult W J, McLellan R B Scr. Metallurg. 6 1013 (1972)
  106. Mattausch A, Pankratov O Phys. Rev. Lett. 99 076802 (2007)
  107. Varchon F et al. Phys. Rev. Lett. 99 126805 (2007)
  108. Zhu Y et al. Adv. Mater. 22 3906 (2010)
  109. Saito R, Dresselhaus G, Dresselhaus M S Physical Properties of Carbon Nanotubes (London: Imperial College Press, 2003)
  110. Falkovsky L A Phys. Lett. A 372 5189 (2008)
  111. Hohenberg P, Kohn W Phys. Rev. 136 B864 (1964)
  112. Kohn W, Sham L J Phys. Rev. 140 A1133 (1965)
  113. Giannozzi P et al. Phys. Rev. B 43 7231 (1991)
  114. Baroni S et al. Rev. Mod. Phys. 73 515 (2001)
  115. Gonze X, Lee C Phys. Rev. B 55 10355 (1997)
  116. Saha S K et al. Phys. Rev. B 78 165421 (2008)
  117. Kong B D et al. Phys. Rev. B 80 033406 (2009)
  118. Zimmermann J, Pavone P, Cuniberti G Phys. Rev. B 78 045410 (2008)
  119. Oshima C et al. Solid State Commun. 65 1601 (1988)
  120. Dubay O, Kresse G Phys. Rev. B 67 035401 (2003)
  121. Siebentritt S et al. Phys. Rev. B 55 7927 (1997)
  122. Maultzsch J et al. Phys. Rev. Lett. 92 075501 (2004)
  123. Mohr M et al. Phys. Rev. B 76 035439 (2007)
  124. Bailey A C, Yates B J. Appl. Phys. 41 5088 (1970)
  125. Лифшиц И М ЖЭТФ 22 475 (1952)
  126. Yan J et al. Phys. Rev. Lett. 98 166802 (2007)
  127. Bonini N et al. Phys. Rev. Lett. 99 176802 (2007)
  128. Chaikin P M, Lubensky T C Principles of Condensed Matter Physics (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1995)
  129. Abedpour N et al. Phys. Rev. B 76 195407 (2007)
  130. Zakharchenko K V, Katsnelson M I, Fasolino A Phys. Rev. Lett. 102 046808 (2009)
  131. Balandin A A et al. Nano Lett. 8 902 (2008)
  132. Anthony T R et al. Phys. Rev. B 42 1104 (1990)
  133. Pop E et al. Nano Letters 6 96 (2006)
  134. Елецкий А В УФН 179 225 (2009); Eletskii A V Phys. Usp. 52 209 (2009)
  135. Périchon S et al. J. Appl. Phys. 86 4700 (1999)
  136. Lysenko V et al. J. Appl. Phys. 86 6841 (1999)
  137. Hsu I-K et al. Appl. Phys. Lett. 92 063119 (2008)
  138. Ghosh S et al. Nature Mater. 9 555 (2010)
  139. Cai W et al. Nano Lett. 10 1645 (2010)
  140. Slack G A Phys. Rev. 127 694 (1962)
  141. Hooker C N, Ubbelohde A R, Young D A Proc. R. Soc. London A 284 17 (1965)
  142. Taylor R Philos. Mag. 13 157 (1966)
  143. Seol J H et al. Science 328 213 (2010)
  144. Faugeras C et al. ACS Nano 4 1889 (2010)
  145. Kaviany M Heat Transfer Physics (New York: Cambridge Univ. Press, 2008)
  146. Ecsedy D J, Klemens P G Phys. Rev. B 15 5957 (1977)
  147. Peierls R E Quantum Theory of Solids (Oxford: Clarendon Press, 1955); Пайерлс Р Квантовая теория твёрдых тел (М.: ИЛ, 1956)
  148. Лифшиц Е М, Питаевский Л П Физическая кинетика (М.: Наука, 1979); Lifshitz E M, Pitaevskii L P Physical Kinetics (New York: Pergamon Press, 1981)
  149. Klemens P G, Pedraza D F Carbon 32 735 (1994)
  150. De Haas W J, Biermasz Тh Physica 5 47 (1938)
  151. Ziman J M Electrons and Phonons (Oxford: Clarendon Press, 1960); Займан Дж Электроны и фононы (М.: ИЛ, 1962)
  152. Klemens P G Proc. Phys. Soc. A 68 1113 (1955)
  153. Joshi Y P Phys. Status Solidi B 95 627 (1979)
  154. Taylor R, Kelly B T, Gilchrist K E J. Phys. Chem. Solids 30 2251 (1969)
  155. Klemens P G J. Wide Bandgap Mater. 7 332 (2000)
  156. Mingo N, Broido D A Nano Lett. 5 1221 (2005)
  157. Tenenbaum A, Ciccotti G, Gallico R Phys. Rev. A 25 2778 (1982)
  158. Donadio D, Galli G Phys. Rev. Lett. 99 255502 (2007)
  159. Evans D J Phys. Lett. A 91 457 (1982)
  160. Maeda A, Munakata T Phys. Rev. E 52 234 (1995)
  161. Müller-Plathe F J. Chem. Phys. 106 6082 (1997)
  162. Berber S, Kwon Y-K, Tománek D Phys. Rev. Lett. 84 4613 (2000)
  163. Nika D L et al. Appl. Phys. Lett. 94 203103 (2009)
  164. Knizhnik A et al. Proc. MRS 2009 Conf., Boston, USA, 1221-CC07-04.R1
  165. Shiomi J, Maruyama S Jpn. J. Appl. Phys. 47 2005 (2008)
  166. Zhang G, Li B J. Chem. Phys. 123 114714 (2005)
  167. Alaghemandi M et al. Nanotechnology 20 115704 (2009)
  168. Tersoff J Phys. Rev. B 39 5566 (1989)
  169. Brenner D W Phys. Rev. B 42 9458 (1990)
  170. Guo Z, Zhang D, Gong X-G Appl. Phys. Lett. 95 163103 (2009)
  171. Osman M A, Srivastava D Nanotechnology 12 21 (2001)
  172. Hu J et al. AIP Conf. Proc. 1173 135 (2009)
  173. Kondo N, Yamamoto T, Watanabe K e-J. Surf. Sci. Nanotechnol. 4 239 (2006)
  174. Padgett C W, Brenner D W Nano Lett. 4 1051 (2004)
  175. Zhong H, Lukes J R Proc. IMECE2004 - 61665, Anaheim, California, USA, 2004
  176. Chen Z et al. Physica E 40 228 (2007)
  177. Yamamoto T, Watanabe K, Mii K Phys. Rev. B 70 245402 (2004)
  178. Hu J, Ruan X, Chen Y P Nano Lett. 9 2730 (2009)
  179. Mingo N, Broido D A Phys. Rev. Lett. 95 096105 (2005)
  180. Saito K, Nakamura J, Natori A Phys. Rev. B 76 115409 (2007)
  181. Yang N, Zhang G, Li B Appl. Phys. Lett. 95 033107 (2009)
  182. Yang N, Zhang G, Li B Appl. Phys. Lett. 93 243111 (2008)
  183. Wu G, Li B Phys. Rev. B 76 085424 (2007)
  184. Alaghemandi M et al. Nanotechnology 21 075704 (2010)

© Успехи физических наук, 1918–2019
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение