Films Continus de Graphene de Disque-Échelle Préparés par la Déposition En Phase Vapeur : Production et Applications

Sujets Couverts

Introduction
Déposition En Phase Vapeur (CVD)
Fabrication de Graphene
Applications de Graphene
D'Autres Applications
     Photovoltaics
     Couches Conductrices Transparentes
     Microscopie Électronique de Boîte De Vitesses
     circuits intégrés
Disponibilité
Références
Au Sujet du Supermarché de Graphene

Introduction

Graphene, une feuille d'atomes de carbone disposés dans une structure de réseau hexagonale, est visualisé comme prochaine grande chose dans le high tech. Pour être le « matériau de miracle » une certaine revendication il à être à cause de sa force, transparence, et qualités conductrices, il doit être produit en série. Graphene a été initialement préparé utilisant l'exfoliation mécanique, le recueillant du graphite avec une pièce de bande isolante écossaise simple. Cependant, comme les méthodes développées, déposition en phase vapeur (CVD) sont bientôt devenues la méthode la plus réussie pour des vastes zones de fabrication de graphene de haute qualité. Mondiaux, les chercheurs utilisent le graphene disposé par CVD, car elle permet au graphene d'être transféré aux substrats tels que le silice, la glace, et le plastique.

Déposition En Phase Vapeur (CVD)

La CVD n'est pas un procédé neuf, ayant été déjà utilisé pour préparer beaucoup de différents matériaux. Elle est employée pour produire des films minces, et exige des réactions thermochimiques de vapeur-phase de former le dépôt désiré sur un substrat. Le graphene de CVD est effectué par l'hydrogène et les méthanes circulants par un four passionné environ à 1000°C avec un catalyseur en métal tel que le cuivre ou le nickel. Le méthane se décompose alors, laissant des atomes de carbone déposés sur le métal. Après Que le procédé soit complet, le cuivre ou le nickel peut être corrodé loin, laissant le graphene qui peut être déposé sur un substrat tel que la glace ou un disque de silicium.

Fabrication de Graphene

Graphene qui a été préparé par le procédé de CVD peut être la couche unitaire ou multicouche, selon laquelle le métal est utilisé. Si le cuivre est employé pour produire le graphene, plus de 95% du graphene sera couche unitaire1. Cependant, si préparé sur le nickel, le résultat final est des niveaux de variation de graphene multicouche. C'est parce que le nickel peut absorber plus de carbone que le cuivre peut à. Le Cobalt a été également employé pour isoler le graphene par l'intermédiaire de la CVD ; cependant il est utilisé plus rarement que le cuivre ou le nickel.

Le Schéma 1. image de TEM du film suspendu de graphene développé sur le Nickel par CVD et Accueil : Gantier de William, Katelyn Murtagh, Génétique de ZS. Zone Pâle - seule zone. Graphene épais de peu-couche Plus Sombre de zones

Applications de Graphene

Graphene, multi et couches unitaires effectuées par l'intermédiaire du procédé de CVD ont beaucoup d'applications pratiques potentielles. Ceux-ci comprennent les piles solaires, comme couche et remontage conducteurs transparents pour l'étain-oxyde d'indium (ITO) actuel utilisé dans les écrans tactiles, pour l'usage dans des réseaux de TEM, et l'électronique de radiofréquence.

Le Schéma 2. fleurs de graphene de Couche Unitaire développées par CVD sur le cuivre et transférées sur le disque de silice/silicium

D'Autres Applications

Les autres applications de base de la CVD préparée par films continus de graphene sont cotées ci-dessous, des détails de wirth fournis dans les parties suivantes :

  • Photovoltaics
  • Couches Conductrices Transparentes
  • Microscopie Électronique de Boîte De Vitesses (TEM)
  • circuits intégrés

Photovoltaics

Le graphene de CVD a le potentiel en tant que cellule photovoltaïque (OPV) organique, étant un substitut faible de grammage pour les panneaux solaires actuels dans certaines applications. Bien Que les piles solaires basées de graphene- ne soient pas presque aussi efficaces que le silicium (environ 1,3 watts à tous les 14 watts produits en silicium), elles seraient robustes, flexibles et coûteraient beaucoup moins. Ceci signifie que bien que pour l'usage sur une grande, plate cellule, silicium demeure l'idéal, les « tissus » graphene-améliorés qui rassemblent l'énergie tout en esthétiquement satisfaisant, comme des rideaux, pouvez alimentation électrique d'aide jour votre maison2.

Couches Conductrices Transparentes

La souplesse de Graphenes lui donne également un avantage par rapport au l'étain-oxyde d'indium (ITO) non seulement comme OPV, mais dans d'autres arènes aussi bien. ITO est actuel le matériau du choix pour effectuer des affichages d'écran tactile sur des téléphones portables, des tablettes, et d'autres dispositifs. Cependant une fois que vous relâchez un de ces dispositifs une fois, les écrans se brisent souvent parce qu'ITO n'est pas flexible et ne peut pas absorber l'incidence. D'autre part, la force des graphene et le moyen de souplesse vous pourriez courber votre écran, ainsi que le relâchez, sans l'endommager3.

Microscopie Électronique de Boîte De Vitesses

Le graphene peut également être utilisé pour des réseaux de microscopie électronique (TEM) de boîte de vitesses. À cause de son épaisseur de peu-atome, le réseau est pratiquement transparent au faisceau d'électrons ainsi un clearer, une image plus de raffinage du sujet est atteint. En particulier, les réseaux du graphene TEM sont utiles pour rechercher les nanostructures et les molécules biologiques qui ne peuvent pas être visualisés avec des réseaux conventionnels4.

circuits intégrés

Comme IBM a expliqué, le graphene peut également être employé dans des circuits en intégrant des transistors de graphene avec d'autres composants. Les circuits intégrés combinent le transistor avec une paire d'inducteurs sur un disque de carbure de silicium. Pour faire ceci, IBM a dû ouvrir un bandgap dans le graphene, qui était l'un des plus grands sauts en produisant l'électronique de graphene qui peut concurrencer du silicium5.

Le Schéma 3. Une image ultra-haute du contraste TEM des Lipoprotéines de Haute Densité discoïdes sur un film de graphene. Accueil de Profs. Bolotin et Jerome, Université de Vanderbilt, M. Polyakova, Graphene Laboratories, Inc.

Disponibilité

Il y a des défis, cependant, en utilisant la CVD traitant pour la production de masse de graphene. Graphene sur le cuivre ou le nickel est peu utile pour la plupart des buts commerciaux ; il doit généralement être sur un substrat tel que le plastique, le silice, ou la glace pour des applications pratiques. Malheureusement, il n'est pas actuel possible d'employer la CVD pour déposer le graphene directement sur ces substrats à cause des températures élevées exigées, qui endommageraient le substrat et le graphene. Récent, des méthodes chimiques ont été développées pour séparer le film de graphene de la surface métallique et pour le transférer au substrat exigé. Cependant, le graphene de transfert à ces substrats exige des compétences et est difficile à faire.

Heureusement, il y a des états continus sur le progrès dans cette zone. Récent, le graphene de grande puissance de haute qualité de CVD est devenu disponible dans le commerce. Le Supermarché de Graphene a évalué leur production de graphene, vendant maintenant des feuilles de graphene aussi grandes que 4" x4 ». De plus, des films de graphene transférés sur des substrats tels que des disques de silicium, des plastiques, et la glace est également offerts. Ces avances tiendront compte de la recherche avancée et aideront à faciliter des applications commerciales de graphene.

Pour commander le graphene préparé par la déposition en phase vapeur, visitez le Supermarché de Graphene.

Références

1. « Synthèse de Vaste zone des films de haute qualité et uniformes de graphene sur les ailes de cuivre.  » Li, la Science de X. et autres, 324 (2009), Pp. 1312-1314.
2. « Continu, Films Hautement Flexibles et et Transparents de Graphene par la Déposition En Phase Vapeur Pour Photovoltaics Organique.  » Nano de Lewis Gomez De Arco et autres ACS, Volume 4, Délivrance 5 (2010), Pp. 2865-2873
3. « Design Rationnel des Films Hybrides de Graphene pour les Électrodes Transparentes Performantes.  » Nano de Yu Zhu et autres ACS, Volume 5, Délivrance 8 (2011), Pp. 6472-6479
4. « Un transfert direct de graphene de couche-zone. » William Regan et autres APPL. Phys. Lett., Volume96 (2010)
5. « circuit intégré de graphene de Disque-Échelle. » La Science de Yu-Ming Lin et autres, Numéro du Volume 332 6035 (2011) Pp. 1294-1297
6. « Films de conduite transparents flexibles graphene-basés de Vaste zone.  » Nano de FethullahGunes et autres : Brefs États et ReviewsVolume 4, Numéro 2 (2009), Pp. 83-90

Au Sujet du Supermarché de Graphene

L'objectif du Supermarché de Graphene est de fournir des alimentations de laboratoire pour la communauté de graphene. La philosophie du Supermarché de Graphene est d'offrir des produits de qualité, des achats sans dispute, la commande facile cheminant, et la livraison rapide. Ils ont l'évaluation droite, les guillemet en ligne d'expédition et le contrôle. Ils ont également pour n'avoir aucune condition minimum de commande pour votre confort d'utilisation.

Source : Laboratoires de Graphene

Auteurs : Corey McCarren et M. Elena Polyakova

Pour plus d'informations sur cette source visitez s'il vous plaît le Supermarché de Graphene.

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

Last Update: 14. June 2013 09:18

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