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电子信息技术,新材料技术,新型电子元器件,高分子材料

本发明公开了一种基于碳碳键的高性能界面制备方法，通过在碳纳米管CNT与金属之间引入二维纳米材料石墨烯得到了CNT?石墨烯?金属?目标衬底的混合结构，其中CNT与石墨烯同质连接，石墨烯与金属之间“面面”接触，CNT与目标衬底通过石墨烯与金属连接。该结构将CNT与金属之间存在肖特基势垒的“点面”范德华力连接转换为石墨烯与CNT的同质连接，金属?石墨烯将CNT尖端包覆，另外，石墨烯与金属?目标衬底之间“面面”接触，接触力和接触面积增大，共同提升了四者之间的机械强度和边界电阻；同时，CNT与石墨烯的纵向和横向导热的结合提升结构热导率，从而使得结构的机械强度增强，热接触电阻降低，减少了焦耳热的产生，显著提高了器件的可靠性和散热性。

能够取得下列有益效果： 1、在CNT与金属之间引入二维纳米材料石墨烯，将现有技术中CNT与金属之间的“点面”肖特基接触转换为石墨烯与CNT的同质连接作用(由sp2碳共价转化或短分子连接成异质结)，通过金属-石墨烯对CNT尖端的包覆，显著增强了二者的接触面积，石墨烯与金属之间的“面面”接触，环环相扣，显著增强了三者间的接触强度、降低了接触电阻，从而使得结构的机械强度增强，热接触电阻降低，减少了焦耳热的产生，大大提高了器件的可靠性和散热性。 2、利用一维纳米材料CNT自身的纵向导热率高(3000-3500W/m K)，结合二维纳米材料石墨烯极高的横向导热率(>2000W/m K)的优势，使CNT-石墨烯三维结构同金属连接时的散热面积和路径显著高于单独使用CNT或石墨烯时的散热面积和路径，避免器件因热量堆积而工作失效，保证了工作寿命和稳定性，且可以通过调整CNT与石墨烯的内部结构来调整热导率。

肖东阳;王玉容;孙雷蒙; 涂良成：中科技大学教授，博士生导师，中共党员。2006年6月毕业于华中科技大学物理系，获物理学博士学位。目前主要研究方向为精密测量物理中精密科学仪器，主要涉及各种精密重力测量仪器中的方法与技术研究，从事高精度重力测量仪器中关键技术攻关和系统集成。2013年开始投入使用的MEMS中心有独立使用的320平米的工艺和检测洁净室，并拥有一整套完整的工艺加工和测试设备