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그래핀에서의 열전도율 감소는 결함의 존재에 의해 주로 발생합니다. 그래핀의 결함은 원자 구조 내의 불규칙성을 초래하며 이러한 구조적 불규칙성은 열 에너지의 전달 메커니즘에 중대한 영향을 미칩니다. 그래핀의 열전도 메커니즘은 결정 구조 내에서 진동하는 포논(phonon)에 의해 주로 조절됩니다. 포논은 열 에너지를 전달하는 기본 쿼지파티클(quasiparticle)로서, 그래핀의 규칙적인 격자에서는 효율적으로 이동합니다.
결함의 형태는 다양할 수 있으며, 이는 탄소 원자의 결손, 원자의 치환 또는 격자의 왜곡 등을 포함합니다. 이러한 결함들은 포논의 경로를 방해하고 산란을 증가시켜 열전도 과정을 저해합니다. 결함의 존재는 그래핀 내에서 포논 경로의 연속성을 방해하며, 결과적으로 열 저항이 증가하고 전체적인 열전도율이 감소합니다.