ilmsarchashmalari@umail.uz +998 91-915-45-55 220100, Urganch shahri, Hamid Olimjon koʻchasi, 14-uy.
Arxiv / №5.1 · 2026 / Maqola
01.00.00 – FIZIKA-MATEMATIKA FANLARI

GRAFEN ISHLAB CHIQARISH JARAYONIDA HARORAT MAYDONI VA ISSIQLIK TARQATILISHINING TAHLILI

Annotatsiya
O'ZBEKCHA

Ushbu tadqiqotda millisekundlik impulsli lazer nurlanishi ostida poliimid substratida grafen hosil bo‘lishi paytida harorat maydoni va issiqlik uzatilishi raqamli modellashtirish yordamida o‘r-ganildi. Vaqtga bog‘liq issiqlik uzatish tenglamasi Gauss issiqlik manbai bilan yechildi. Natijalar lazer parametrlari va skanerlash tezligi issiqlik to‘planishiga va grafen sintezi uchun kritik harorat zonasining shakllanishiga sezilarli ta’sir ko‘rsatishini ko‘rsatadi. Olingan natijalar lazer bilan induksiyalangan gra-fen ishlab chiqarish jarayonlarini optimallashtirish uchun ilmiy asos yaratadi.

Kalit so'zlar: grafen sintezi, harorat maydoni, issiqlik tarqalishi, raqamli modellashtirish, COMSOL multifizikasi, lazer bilan induksiyalangan grafen, issiqlik uzatish.
РУССКИЙ

В данном исследовании с помощью численного моделирования изучались тем-пературное поле и теплопередача в процессе формирования графена на полиимидной подложке под воздействием миллисекундного импульсного лазерного излучения. Было решено зависящее от вре-мени уравнение теплопередачи с гауссовым источником тепла. Результаты показывают, что па-раметры лазера и скорость сканирования оказывают существенное влияние на накопление тепла и формирование критической температурной зоны для синтеза графена. Полученные результаты обеспечивают научную основу для оптимизации процессов лазерно-индуцированного производства графена.

Ключевые слова: синтез графена, температурное поле, теплоотдача, численное моделиро-вание, COMSOL Multiphysics, лазерно-индуцированный графен, теплопередача.
ENGLISH

In this study, the temperature field and heat transfer during graphene formation on a polyimide substrate under millisecond pulsed laser irradiation were studied using numerical modeling. The time-dependent heat transfer equation was solved with a Gaussian heat source. The results show that the laser parameters and scanning speed have a significant effect on heat accumulation and the formation of a critical temperature zone for graphene synthesis. The obtained results provide a scientific basis for optimizing laser-induced graphene production processes.

Keywords: Graphene synthesis, temperature field, heat dissipation, numerical modeling, COMSOL multiphysics, laser-induced graphene, heat transfer.

Maqola · PDF

Foydalanilgan adabiyotlar

  1. Reina A., Jia X., Ho J., Nezich D., Son,H., Bulovic V., Dresselhaus M.S., Kong J. Large area, few-layer graphene films on arbitrary substrates by chemical vapor deposition. Nano Letters, 9(1), p. 30–35 (2009).
  2. Vlassiouk I., Regmi M., Fulvio P., Dai S., Datskos P., Eres G., Smirnov S. Role of hydrogen in chemical vapor deposition growth of large single-crystal graphene. Carbon, 54, p. 58–67 (2013).
  3. Lin J., Peng Z., Liu Y., Ruiz-Zepeda F.Y.R., Samuel, E.L.G., Yacaman M.J., Yakobson B.I., Tour J.M. Laser-induced porous graphene films from commercial polymers. Nature Communications, 5, 5714 (2014).
  4. Tour J.M. Laser-induced graphene. ACS Nano, 8(11), 10728–10732 (2014).
  5. Ye, R., James, D. K., Tour, J. M. Laser-induced graphene: From discovery to translation. Carbon, 118, p. 640–651 (2017).
  6. Bae S., Kim H., Lee Y., Xu X., Park J.-S., Zheng Y., Balakrishnan J., Lei T., Kim H. R., Song Y.I., Kim Y.-J., Kim K.S., Özyilmaz B., Ahn J.-H., Hong B.H., Iijima S. Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for transparent electrodes. Nature Nanotechnology, 5, p. 574–578 (2010).
  7. Reddy J.N. An Introduction to the Finite Element Method. 3rd Edition, McGraw-Hill Education, New York, USA, p. 26–28 (2014).
  8. Kim H. et al. COMSOL modeling of LIG heat transfer. Carbon, 210, 118456 (2025).
  9. Zhang Y., et al. Recent advances in laser-induced graphene: synthesis, properties, and applications. Carbon, p. 163, 256–289 (2020).
  10. Wang M., et al. Laser-induced graphene: preparation, functionalization and applications. Carbon, 182, p. 14–45 (2021).
← Songa qaytish