石墨烯薄膜的低温钎焊工艺研究文献综述
2024-06-26 23:14:02
石墨烯作为一种具有优异性能的新型二维材料,在微电子、光电子、传感器等领域展现出巨大的应用潜力。
然而,石墨烯的应用与其高质量、大面积制备以及与其他材料的有效集成密切相关。
低温钎焊作为一种能够实现材料可靠连接的关键技术,为石墨烯与不同基材的集成提供了新的思路。
本文综述了石墨烯薄膜低温钎焊工艺的研究进展,首先介绍了石墨烯的结构、性能以及低温钎焊技术的优势,然后重点概述了近年来国内外在石墨烯薄膜低温钎焊材料、工艺参数优化以及界面结构与性能表征等方面的研究成果,并对不同低温钎料体系在石墨烯薄膜钎焊中的应用进行了对比分析。
最后,展望了石墨烯薄膜低温钎焊技术未来发展趋势和面临的挑战。
关键词:石墨烯;低温钎焊;钎料;界面结构;性能表征
#1.1石墨烯的结构与性能石墨烯是由碳原子以sp²杂化方式连接形成的蜂窝状二维晶体材料,是构建富勒烯、碳纳米管和石墨等碳材料的基本单元。
其独特的结构赋予了石墨烯优异的物理化学性质,例如:
超高的载流子迁移率:石墨烯中电子的有效质量为零,在室温下可以达到200,000cm²/Vs,远高于硅等传统半导体材料,使其在高频电子器件领域具有巨大应用潜力。
优异的导热性能:石墨烯具有极高的热导率(约5000W/mK),远高于铜、银等金属材料,可作为优秀的散热材料应用于微电子器件中。
优异的力学性能:石墨烯是已知强度最高的材料之一,其杨氏模量高达1TPa,断裂强度为130GPa,具有优异的柔韧性和可弯折性,可应用于柔性电子器件领域。