Pellicole Continue di Graphene del Wafer-Disgaggio Pronte tramite Applicazione a Spruzzo Chimica: Produzione ed Applicazioni

Argomenti Coperti

Introduzione
Applicazione a Spruzzo Chimica (CVD)
Lavorazione di Graphene
Applicazioni di Graphene
Altre Applicazioni
     Photovoltaics
     Rivestimenti Conduttivi Trasparenti
     Microscopia Elettronica di Trasmissione
     circuiti integrati
Disponibilità
Riferimenti
Circa il Supermercato di Graphene

Introduzione

Graphene, una lamiera sottile degli atomi di carbonio sistemati in una struttura di grata esagonale, è osservato come la grande cosa seguente in alta tecnologia. Per essere “il materiale di miracolo„ un certo reclamo da essere a causa della sua concentrazione, la trasparenza e qualità conduttive, deve essere mass produced. Graphene originalmente è stato preparato facendo uso di sfogliatura meccanica, riunente lo dalla grafite con un pezzo di nastro scozzese semplice. Tuttavia, come i metodi messi a punto, applicazione a spruzzo chimica (CVD) presto si sono trasformati nel metodo più riuscito per le ampie aree da costruzione del graphene di alta qualità. Universalmente, i ricercatori usano il graphene pronto tramite CVD, poichè permette che il graphene sia trasferito ai substrati quali il diossido di silicio, il vetro e la plastica.

Applicazione a Spruzzo Chimica (CVD)

Il CVD non è un nuovo processo, già che è usando per preparare molti materiali differenti. È usato per produrre le pellicole sottili e richiede le reazioni termochimiche di vapore-fase di formare il deposito desiderato su un substrato. Il graphene di CVD è fatto da idrogeno e dal metano scorrenti tramite una fornace riscaldata a circa 1000°C con un catalizzatore del metallo quali rame o nichel. Il metano poi si decompone, lasciando gli atomi di carbonio depositati sul metallo. Dopo Che il trattamento è completo, il rame o il nichel può essere inciso via, lasciando il graphene che può essere depositato su un substrato quali vetro o una lastra di silicio.

Lavorazione di Graphene

Graphene che è stato preparato da trattamento di CVD può essere strato monomolecolare o a più strati, secondo cui il metallo è usato. Se il rame è usato per creare il graphene, più di 95% del graphene sarà strato monomolecolare1. Tuttavia, se pronto su nichel, il risultato finale è livelli di variazione di graphene a più strati. Ciò è perché il nichel può assorbire più carbonio che il rame può a. Il Cobalto egualmente è stato usato per isolare il graphene via CVD; tuttavia è usato più raramente del rame o del nichel.

Figura 1. immagine di TEM della pellicola sospesa del graphene sviluppata su Nichel da CVD e da Cortesia: Glover di William, Katelyn Murtagh, la Genetica di ZS. Area Leggera - singola area. Graphene spesso del poco-livello Più Scuro di zone

Applicazioni di Graphene

Graphene, sia multi- che gli strati monomolecolari fatti via trattamento di CVD hanno molte applicazioni pratiche potenziali. Questi comprendono le pile solari, come un rivestimento e sostituzione conduttivi trasparenti per l'ossido di stagno dell'indio (ITO) corrente utilizzato in schermi attivabili al tatto, per uso nelle griglie di TEM e l'elettronica di radiofrequenza.

Figura 2. fiori del graphene dello Strato Monomolecolare sviluppati tramite CVD su rame e trasferiti sul diossido di silicio/lastra di silicio

Altre Applicazioni

Le altre applicazioni di base di CVD pronto pellicole continue del graphene sono elencate sotto, dettagli del wirth forniti nelle seguenti sezioni:

  • Photovoltaics
  • Rivestimenti Conduttivi Trasparenti
  • Microscopia Elettronica di Trasmissione (TEM)
  • circuiti integrati

Photovoltaics

Il graphene di CVD ha potenziale come cella fotovoltaica (OPV) organica, essendo un sostituto basso del peso per i pannelli solari correnti in determinate applicazioni. Sebbene le pile solari basate graphene- non siano quasi efficienti quanto il silicio (circa 1,3 watt ad ogni 14 watt generati in silicio), sarebbero robuste, flessibili e costate molto di meno. Ciò significa che sebbene per uso su una grande, cella piana, silicio siano rimanere “i fabbricati„ ideali e graphene-migliorati che raccolgono l'energia mentre estetico per favore, quali le tendine, possa potenza di guida giorna la vostra casa2.

Rivestimenti Conduttivi Trasparenti

La flessibilità di Graphenes egualmente le dà un vantaggio sopra l'ossido di stagno dell'indio (ITO) non solo come OPV, ma in altre arene pure. ITO è corrente il materiale della scelta per la fabbricazione delle visualizzazioni dello schermo attivabile al tatto sui telefoni cellulari, sulle compresse e su altre unità. Tuttavia una volta che cadete una volta una di queste unità, gli schermi si rompono spesso perché ITO non è flessibile e non può assorbire l'impatto. D'altra parte, la concentrazione dei graphene e media della flessibilità potreste piegare il vostro schermo come pure lo cadete, senza danneggiarlo3.

Microscopia Elettronica di Trasmissione

Il graphene può anche essere usato per le griglie di microscopia elettronica (TEM) di trasmissione. A causa del suo spessore dell'poco-atomo, la griglia è virtualmente trasparente al fascio di elettroni in modo da un pulitore, immagine raffinata dell'oggetto è raggiunto. In particolare, le griglie del graphene TEM sono utili per la ricerca i nanostructures e delle molecole biologiche che non possono essere osservati con le griglie convenzionali4.

circuiti integrati

Poichè IBM ha dimostrato, il graphene può anche essere utilizzato nei circuiti integrando i transistor del graphene con altre componenti. I circuiti integrati combinano il transistor con un paio degli induttori su un wafer del carburo di silicio. Per fare questo, IBM ha dovuto aprire un bandgap nel graphene, che era una di più grandi transenne nella creazione dell'elettronica del graphene che può fare concorrenza a silicio5.

Figura 3. Un'immagine ultraelevata di contrasto TEM delle Lipoproteine Ad Alta Densità discoidali su una pellicola del graphene. Cortesia di Profs. Bolotin e Jerome, Vanderbilt University, Dr. Polyakova, Graphene Laboratories, Inc.

Disponibilità

Ci sono sfide, tuttavia quando usando il trattamento di CVD per la fabbricazione in serie del graphene. Graphene su rame o su nichel è utile poco per la maggior parte dei scopi commerciali; deve generalmente essere su un substrato quali plastica, il diossido di silicio, o il vetro per le applicazioni pratiche. Purtroppo, non è corrente possibile usare il CVD per depositare il graphene direttamente su questi substrati a causa delle temperature elevate richieste, che danneggierebbero il substrato e il graphene. Recentemente, i metodi chimici sono stati messi a punto per separare la pellicola del graphene dalla superficie di metallo e per trasferirlo al substrato richiesto. Tuttavia, il graphene di trasferimento a questi substrati richiede la competenza ed è difficile da fare.

Fortunatamente, ci sono rapporti continui su progresso in questa area. Recentemente, il graphene su grande scala di alta qualità di CVD è diventato disponibile nel commercio. Il Supermercato di Graphene ha riportato in scala la loro produzione del graphene, ora vendente le lamiere sottili del graphene grandi quanto 4" x4„. Inoltre, le pellicole del graphene trasferite sui substrati quali le lastre di silicio, la plastica ed il vetro egualmente è offerta. Questi avanzamenti terranno conto la ricerca avanzata e contribuiranno a facilitare le applicazioni commerciali di graphene.

Per ordinare il graphene pronto tramite applicazione a spruzzo chimica, visualizzi il Supermercato di Graphene.

Riferimenti

1. “Sintesi di Ampia area delle pellicole di alta qualità e costanti del graphene sulle stagnole di rame. „ Li, Scienza del X. et al., 324 (2009), Pp. 1312-1314.
2. “Continuo, Pellicole Altamente Flessibili e e Trasparenti di Graphene tramite Applicazione a Spruzzo Chimica per Photovoltaics Organico. „ Lewis Gomez De Arco et al. ACS Nano, Volume 4, Emissione 5 (2010), Pp. 2865-2873
3. “Progettazione Razionale delle Pellicole Ibride di Graphene per gli Elettrodi Trasparenti Ad Alto Rendimento. „ Yu Zhu et al. ACS Nano, Volume 5, Emissione 8 (2011), Pp. 6472-6479
4. “Un trasferimento diretto del graphene di livello-area.„ William Regan et al. Appl. Phys. Lett., Volume96 (2010)
5. “circuito integrato del graphene del Wafer-Disgaggio.„ Scienza di Yu-Ming Lin et al., No. 6035 (2011) Pp. 1294-1297 del Volume 332
6. “A pellicole di conduzione trasparenti flessibili basate graphene di Ampia area. „ FethullahGunes et al. Nano: Brevi Rapporti e ReviewsVolume 4, No. 2 (2009), Pp. 83-90

Circa il Supermercato di Graphene

Lo scopo del Supermercato di Graphene è di fornire le offerte del laboratorio per la comunità del graphene. La filosofia del Supermercato di Graphene è di offrire i prodotti di qualità, l'acquisto senza problemi, l'ordinazione facile che tengono la carreggiata e la distribuzione veloce. Hanno la fissazione dei prezzi diretta, la virgoletta online di trasporto e estrazione. Egualmente hanno non avere requisito minimo di ordine della vostra convenienza.

Sorgente: Laboratori di Graphene

Autori: Corey McCarren e Dott. Elena Polyakova

Per ulteriori informazioni su questa sorgente visualizzi prego il Supermercato di Graphene.

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

Last Update: 14. June 2013 09:25

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit