Películas Contínuas de Graphene de la Fulminante-Escala Preparadas por la Deposición de Vapor Químico: Producción y Aplicaciones

Temas Revestidos

Introducción
Deposición de Vapor Químico (CVD)
Manufactura de Graphene
Aplicaciones de Graphene
Otras Aplicaciones
     Photovoltaics
     Capas Conductoras Transparentes
     Microscopia Electrónica de Transmisión
     circuitos integrados
Disponibilidad
Referencias
Sobre el Supermercado de Graphene

Introducción

Graphene, una hoja de los átomos de carbón dispuestos en una estructura de cedazo hexagonal, se ve como la cosa grande siguiente en de alta tecnología. Para ser el “material del milagro” una cierta reclamación a estar debido a su fuerza, diapositiva, y las calidades conductoras, él necesita ser producido en masa. Graphene fue preparado originalmente usando la exfoliación mecánica, recolectándolo del grafito con un pedazo de cinta escocesa simple. Sin Embargo, como los métodos desarrollados, deposición de vapor químico (CVD) pronto se convirtieron en el método más acertado para las áreas extensas de fabricación de graphene de alta calidad. Por Todo El Mundo, los investigadores utilizan el graphene preparado por el CVD, pues permite que el graphene sea transferido a los substratos tales como bióxido de silicio, cristal, y plástico.

Deposición de Vapor Químico (CVD)

El CVD no es un nuevo proceso, siendo utilizado ya para preparar muchos diversos materiales. Se utiliza para producir las películas finas, y requiere reacciones termoquímicas de la vapor-fase formar el depósito deseado en un substrato. El graphene del CVD es hecho por el hidrógeno y los gases metano que fluyen a través de un horno calentado alrededor a 1000°C con un catalizador del metal tal como cobre o níquel. El metano entonces se descompone, dejando los átomos de carbón depositados en el metal. Después De Que el proceso sea completo, el cobre o el níquel se puede grabar el ácido de distancia, dejando el graphene que se puede depositar sobre un substrato tal como cristal o una oblea de silicio.

Manufactura de Graphene

Graphene que ha sido preparado tramitando del CVD puede ser la capa monomolecular o de múltiples capas, dependiendo de la cual se utiliza el metal. Si el cobre se utiliza para crear el graphene, más el de 95% del graphene serán capa monomolecular1. Sin Embargo, si está preparado en el níquel, el resultado final es niveles de variación de graphene de múltiples capas. Esto es porque el níquel puede absorber más carbón que el cobre puede a. El Cobalto también se ha utilizado para aislar el graphene vía el CVD; sin embargo se utiliza más raramente que el cobre o el níquel.

Cuadro 1. imagen de TEM de la película suspendida del graphene crecida en el Níquel por el CVD y la Cortesía: Guantero de Guillermo, Katelyn Murtagh, Genética de ZS. Área Pálida - única área. Graphene grueso de una poco-capa Más Oscura de las áreas

Aplicaciones de Graphene

Graphene, multi y las capas monomoleculares hechas vía el tramitación del CVD tienen muchas aplicaciones prácticas potenciales. Éstos incluyen las células solares, como una capa y repuesto conductores transparentes para el estaño-óxido del indio (ITO) usado actualmente en pantallas táctiles, para el uso en matrices de TEM, y electrónica de la radiofrecuencia.

Cuadro 2. flores del graphene de la Capa Monomolecular crecidas por el CVD en el cobre y transferidas sobre el bióxido de silicio/la oblea de silicio

Otras Aplicaciones

Las otras aplicaciones básicas del CVD preparado las películas contínuas del graphene son mencionadas abajo, los detalles del wirth proporcionados en las secciones siguientes:

  • Photovoltaics
  • Capas Conductoras Transparentes
  • Microscopia Electrónica de Transmisión (TEM)
  • circuitos integrados

Photovoltaics

El graphene del CVD tiene potencial como célula fotovoltaica (OPV) orgánica, siendo un reemplazo inferior del peso para los paneles solares actuales en ciertas aplicaciones. Aunque las células solares basadas graphene- no son casi tan eficientes como el silicio (cerca de 1,3 vatios a cada 14 vatios generados en silicio), serían robustas, flexibles y costadas mucho menos. Esto significa que aunque para el uso en una célula grande, plana, silicio permanecieran los “tejidos ideales, graphene-aumentados” que cerco energía mientras que estético satisfaciendo, por ejemplo las cortinas, pueda potencia de la ayuda día su hogar2.

Capas Conductoras Transparentes

La adaptabilidad de Graphenes también le da una ventaja sobre el estaño-óxido del indio (ITO) no sólo como OPV, pero en otras arenas también. ITO es actualmente el material de la opción para hacer pantallas táctiles en los teléfonos celulares, las tablillas, y otros dispositivos. Sin Embargo una vez que usted cae uno de estos dispositivos una vez, las pantallas rompen a menudo porque ITO no es flexible y no puede absorber el impacto. Por otra parte, la fuerza de los graphene y medio de la adaptabilidad usted podría doblar su pantalla, así como la cae, sin el daño de ella3.

Microscopia Electrónica de Transmisión

El graphene se puede también utilizar para las matrices de la microscopia electrónica (TEM) de transmisión. Debido a su espesor del poco-átomo, la matriz es virtualmente transparente al haz electrónico así que se alcanza un clarificante, imagen refinada del tema. Particularmente, las matrices del graphene TEM son útiles para investigar los nanostructures y las moléculas biológicas que no se pueden ver con matrices convencionales4.

circuitos integrados

Pues IBM ha demostrado, el graphene se puede también utilizar en circuitos integrando los transistores del graphene con otros componentes. Los circuitos integrados combinan el transistor con un par de inductores sobre un fulminante del carburo de silicio. Para hacer esto, IBM tuvo que abrir un bandgap en el graphene, que era uno de los obstáculos más grandes de crear la electrónica del graphene que puede competir con silicio5.

Cuadro 3. Una imagen ultraalta del contraste TEM de Lipoproteínas De Alta Densidad discoides en una película del graphene. Cortesía de Profs. Bolotin y Jerome, Universidad de Vanderbilt, el Dr. Polyakova, Graphene Laboratories, Inc.

Disponibilidad

Hay retos, sin embargo, al usar el CVD que tramita para la producción en masa del graphene. Graphene en el cobre o el níquel es de poco uso para la mayoría de los propósitos comerciales; necesita generalmente estar en un substrato tal como plástico, bióxido de silicio, o cristal para las aplicaciones prácticas. Lamentablemente, no es actualmente posible utilizar el CVD para depositar el graphene directamente sobre estos substratos debido a las temperaturas altas requeridas, que dañarían el substrato y el graphene. Recientemente, los métodos químicos fueron desarrollados para separar la película del graphene de la superficie de metal y para transferirla al substrato requerido. Sin Embargo, el graphene de traslación a estos substratos requiere experiencia y es difícil de hacer.

Afortunadamente, hay partes contínuos sobre progreso en esta área. Recientemente, el graphene en grande de alta calidad del CVD ha llegado a ser disponible en el comercio. El Supermercado de Graphene ha escalado su producción del graphene, ahora vendiendo las hojas del graphene tan grandes como 4" x4”. Además, las películas del graphene transferidas sobre los substratos tales como obleas de silicio, plásticos, y cristal también se ofrecen. Estos avances permitirán la investigación avanzada y ayudarán a facilitar aplicaciones comerciales del graphene.

Para pedir el graphene preparado por la deposición de vapor químico, visite el Supermercado de Graphene.

Referencias

1. “Síntesis de la Área extensa de las películas de alta calidad y uniformes del graphene en las hojas metálicas de cobre. ” Li, Ciencia del X. y otros, 324 (2009), Págs. 1312-1314.
2. “Contínuo, Películas Altamente Flexibles, y Transparentes de Graphene por la Deposición de Vapor Químico para Photovoltaics Orgánico. ” Lewis Gómez De Arco y otros ACS Nano, Volumen 4, Edición 5 (2010), Págs. 2865-2873
3. “Diseño Racional de las Películas Híbridas de Graphene para los Electrodos Transparentes De Alto Rendimiento. ” Yu Zhu y otros ACS Nano, Volumen 5, Edición 8 (2011), Págs. 6472-6479
4. “Una transferencia directa del graphene del capa-área.” Guillermo Regan y otros Appl. Phys. Lett., Volume96 (2010)
5. “circuito integrado del graphene de la Fulminante-Escala.” Ciencia de Yu-Ming Lin y otros, No. 6035 (2011) Págs. 1294-1297 del Volumen 332
6. La “Área extensa graphene-basó las películas de conducto transparentes flexibles. ” FethullahGunes y otros Nano: Partes Abreviados y ReviewsVolume 4, No. 2 (2009), Págs. 83-90

Sobre el Supermercado de Graphene

La meta del Supermercado de Graphene es proporcionar a las fuentes del laboratorio para la comunidad del graphene. La filosofía del Supermercado de Graphene es ofrecer productos de calidad, compras molestia-libres, la orden fácil que sigue su trayectoria, y la salida rápida. Tienen la tasación directa, la cita en línea del envío y reconocimiento final. También tienen no tener ningún requisito mínimo de la orden para su conveniencia.

Fuente: Laboratorios de Graphene

Autores: Corey McCarren y el Dr. Elena Polyakova

Para más información sobre esta fuente visite por favor el Supermercado de Graphene.

Date Added: Nov 28, 2011 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 09:51

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