石墨烯膜热扩散系数与微观结构的关系
白天琦, 黄坤, 刘法辰, 时若晨, 任文才, 裴嵩峰, 高鹏, 刘忠范
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202404024
电子元件集成度的快速提升对器件热管理提出了更高的要求。石墨烯凭借其出色的导热性能成为备受关注的材料之一。目前制备高热导率石墨烯厚膜的主流方法是将氧化石墨烯组装成膜再还原,尽管前人的研究取得了突出成效,但截止目前仍未能完全理解石墨烯膜内部缺陷结构对热导率的具体影响机制,这将限制热导率的进一步提升,达到或超过1500 W·m-1·K-1。在氧化石墨烯膜的热还原过程中,不可避免地会形成一些孔洞结构,通过降低整体密度的方式降低热导率。热扩散系数作为决定热导率大小的另一因素,孔洞对其影响因素却尚未被研究过。在这里,我们定义了包含孔洞的石墨烯膜材料特有的本征热扩散系数,并通过多种电子显微学方法、热扩散系数的测试和有限元模拟,详细研究了石墨烯厚膜的本征热扩散系数与微观结构之间的关联。我们旨在阐明孔洞对热扩散系数以及热导率的影响方式和作用机制。研究结果揭示了不同尺寸和数量的孔洞对热扩散系数的影响,发现密集小孔洞结构可使热扩散系数降低39.4%,而同等面积的单一大孔洞结构对热扩散系数的降低仅约16.1%。通过三维重构获得的统计结论也与计算结果完全匹配。其内在机制是密集小孔洞结构的存在对原有传热路径的破坏更为严重,而单一大孔洞结构的这一作用则相对较弱,只是降低了整体密度从而降低热导率。此外,研究发现面外结晶性对热扩散系数有显著影响,进一步增进了对影响热扩散系数的微观机理的认识。通过阐明这些机制,我们的研究加深了对石墨烯厚膜微观结构与热学性能关联的理解,为生产超高热导率的石墨烯厚膜提供了重要信息,也为下一代电子器件热管理解决方案提供了有效策略。
关键词: 石墨烯厚膜, 本征热扩散系数, 单一大孔洞, 密集小孔洞, 面外结晶性
基础、强能力、深潜质”高分子材料与工程专业一流本科人才培养方案的构建与实践
赖学军, 张安强, 王涛, 吴水珠, 张广照
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202407012
当前高分子材料与工程专业本科生存在基础不扎实、创新能力不足、发展潜力未得到充分挖掘的问题。华南理工大学在高分子材料与工程专业2017版本科培养方案修订中,大幅提高“物理化学”“有机化学”等基础课程课时,优化实践环节和增加特色课程,构建了具有“厚基础、强能力、深潜质”特色的一流本科人才培养方案。结合工程教育认证要求及七年来的实践经验,我们还对培养方案进行了持续改进,在人才培养和专业建设方面取得显著成效。本文简要介绍该方案的修订和实践成效。
关键词: 高分子材料与工程, 培养方案, 基础化学, 工程教育认证
氰基修饰的苝二酰亚胺衍生物作为膜不敏感型阴极界面材料用于高效有机太阳能电池
王毅锴, 蒋晓林, 宋浩鸣, 魏楠, 王逸凡, 徐新军, 李翠红, 路皓, 刘亚辉, 薄志山
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202406007
开发膜厚不敏感型阴极界面材料是当前有机太阳能电池(OSCs)研究的重点和难点之一。在本研究中,我们设计并合成了一种低成本的氰基修饰的苝二酰亚胺衍生物PDINBrCN作为阴极界面层材料,PDINBrCN表现出良好的加工性和调节电极功函数的能力,当用作D18:L8-BO器件中的阴极界面层时,PDINBrCN在10 nm的膜厚度下实现了18.83%的光电转换效率(PCE),即使当膜厚度增加到50 nm时,器件仍然保持17.90%的PCE。因此,PDINBrCN有望成为一种高效、低成本的阴极界面层材料。
关键词: 阴极界面层材料, 有机太阳能电池, 光电转换效率, 膜厚不敏感性, 氰基

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