化学気相堆積によって準備されるウエファースケールの Graphene の連続的なフィルム: 生産およびアプリケーション

カバーされるトピック

導入
化学気相堆積 (CVD)
Graphene の製造
Graphene のアプリケーション
他のアプリケーション
     Photovoltaics
     透過伝導性のコーティング
     透過型電子顕微鏡
     集積回路
アベイラビリティ
参照
Graphene のスーパーマーケットについて

導入

Graphene の六角形の格子構造で配列されるハイテクの次の大きい事として炭素原子のシートは見られます。 要求 「奇跡材料」であることを強さのために、過透性そうなったものであるおよび伝導性の品質、それ大量生産される必要があります。 Graphene は簡単なスコッチテープの部分が付いているグラファイトからのそれを集める機械剥脱を使用して最初に準備されました。 ただし、開発された方法が化学気相堆積すぐに (CVD)良質の graphene の大きい領域を製造するために正常な方法になったように。 世界的に、研究者は graphene が二酸化ケイ素、ガラスおよびプラスチックのような基板に転送されるようにするので CVD によって準備される graphene を使用します。

化学気相堆積 (CVD)

CVD は多くの異なった材料を準備するのに既に使用される新しいプロセス、ではないです。 薄膜を作り出すことを使用し熱化学蒸気段階の反作用を基板の望ましい沈殿物を形作るように要求します。 CVD の graphene は約熱される炉を通した流れる水素およびメタンガスによって銅またはニッケルのような金属の触媒との 1000°C に作られます。 メタンはそれから分解しま、炭素原子を沈殿させて金属に残します。 プロセスが完全だった後、銅かニッケルはエッチングすることができまガラスまたはシリコンの薄片のような基板に沈殿させることができる graphene を残します。

Graphene の製造

CVD の処理によって準備された Graphene は金属が使用される多層であるかもしれませんまたは単一層。 graphene を作成すればのに銅が使用されていれば graphene の 95% 以上単一層です1。 ただし、ニッケルで準備されたら、最終結果は異なるレベルの多層 graphene です。 これは銅ができるによりニッケルがより多くのカーボンを吸収できるのであります。 またコバルトが CVD によって graphene を隔離するのに使用されていました; ただしそれは銅かニッケルよりまれに使用されません。

ニッケルの図 1. CVD および礼儀によって育つ中断された graphene のフィルムの TEM の画像: Katelyn Murtagh の ZS の遺伝学、ウィリアムのグラバー。 軽い領域 - 単一領域。 より暗い領域の少数層の厚い graphene

Graphene のアプリケーション

複数の CVD の処理によってなされる Graphene に、および単一層に多くの潜在的な実用化があります。 これらは現在 TEM の格子で使用のためにタッチスクリーンで、使用されるインジウムの錫酸化物のための (ITO)透過伝導性のコーティングそして置換として太陽電池、および無線周波の電子工学を含んでいます。

CVD によって育ち、二酸化ケイ素/シリコンの薄片に転送される銅の図 2. 単一層の graphene の花

他のアプリケーション

連続的な graphene フィルムによって準備される CVD の他の基本的なアプリケーションは次リストされています、次のセクションで提供される wirth の細部:

  • Photovoltaics
  • 透過伝導性のコーティング
  • 透過型電子顕微鏡 (TEM)
  • 集積回路

Photovoltaics

CVD の graphene にある特定のアプリケーションで有機性 (OPV)光電池として潜在性がありま、現在の太陽電池パネルの低い重量の代理です。 graphene- によって基づく太陽電池がケイ素 (約 1.3 ワットへのケイ素で生成される 14 ワット毎に) 程にほぼ効率的ではないけれども、強く、適用範囲が広い大いにより少なく要された。 これは大きく、平らなセル、ケイ素の使用のために、カーテンのような喜んでいる間、審美的に日のヘルプ力ホームかもしれないエネルギーを集める理想的な、 graphene 高められた 「ファブリック」が残るがことを意味します2

透過伝導性のコーティング

Graphenes の柔軟性はまた OPV としてだけ、 (ITO)他の競技場でそれにインジウムの錫酸化物上の利点をまた与えます。 ITO は現在携帯電話、タブレットおよび他の装置でタッチスクリーンの表示を作るための選択の材料です。 ただしこれらの装置の 1 つを一度落とせば、スクリーンは頻繁に ITO が適用範囲が広くないし、影響を吸収できないので粉砕します。 一方では、 graphene の強さおよび柔軟性の平均スクリーンを曲げることができます、またそれを傷つけないでそれを、落とします3

透過型電子顕微鏡

graphene はまた透過型電子顕微鏡の格子に使用する (TEM)ことができます。 少数原子の厚さのために、格子は電子ビームに対して事実上透過です従ってクリーナーは、主題のより精製された画像達されます。 特に、 graphene TEM の格子は慣習的な格子と見ることができない生物的分子および nanostructures を研究するために有用です4

集積回路

IBM が示したように、 graphene はまた回路で他のコンポーネントが付いている graphene のトランジスターの統合によって使用されるかもしれません。 集積回路は炭化ケイ素のウエファーに誘導器のペアとトランジスターを結合します。 これをするためには、 IBM はケイ素と競うことができる graphene の電子工学の作成の最大の難関の 1 つだった graphene の bandgap を開発しなければなりませんでした5

図 3。 graphene のフィルムの円盤状の高密度脂蛋白質の超高度の対照 TEM の画像。 Profs の礼儀。 Bolotin および Polyakova、 Graphene Laboratories、 Inc. Jerome、 Vanderbilt University、 Dr。

アベイラビリティ

しかし処理する CVD を graphene の大量生産のために使用するとき挑戦があります。 銅またはニッケルの Graphene はほとんどの商業目的のための少し使用です; それは一般に実用化のためのプラスチック、二酸化ケイ素、またはガラスのような基板である必要があります。 残念ながら、必要で基板および graphene を損なう高温のためにこれらの基板に graphene を直接沈殿させるのに CVD を使用することは現在可能ではないです。 最近、化学方法は graphene のフィルムを金属表面から分け、必須の基板に転送するために開発されました。 ただし、これらの基板への転送の graphene は専門知識を必要とし、しにくいです。

幸いにも、この領域の進歩に連続的なレポートがあります。 最近、良質の大規模な CVD の graphene は商用化されるようになりました。 Graphene のスーパーマーケットは今 4" 大きい graphene シートを販売する graphene の生産を、 x4」位取りしました。 さらに、シリコンの薄片、プラスチックおよびガラスのような基板に転送される graphene のフィルムはまた提供されます。 これらの前進は高度の研究を可能にし、 graphene の商用アプリケーションの促進を助けます。

化学気相堆積によって準備される graphene を発注するためには Graphene のスーパーマーケットを訪問して下さい。

参照

1. 「銅ホイルの良質および均一 graphene のフィルムの大き領域の統合。」李の X. 等科学、 324 (2009 年)、 PP。 1312-1314。
2. 「、非常に Graphene の適用範囲が広く、透過フィルム有機性 Photovoltaics のための化学気相堆積によって連続的。」、ボリューム 4 Nano のルイスゴーメッツ De Arco 等 ACS 問題 5 (2010 年)、 PP。 2865-2873
3. 「高性能透過電極のための Graphene のハイブリッドフィルムの理性的なデザイン。」、ボリューム 5 Nano の Yu 朱等 ACS 問題 8 (2011 年)、 PP。 6472-6479
4. 「層領域の graphene の直接転送」。 ウィリアム Regan 等 Appl。 Phys。 Lett。、 Volume96 (2010 年)
5. 「ウエファースケール graphene 集積回路」。の YuMing 林等科学、ボリューム 332 第 6035 (2011 年の) PP。 1294-1297
6. 「大き領域の graphene ベースの適用範囲が広い透過行なうフィルム。」 Nano FethullahGunes 等: 短いレポートおよび ReviewsVolume 4、第 2 (2009 年)、 PP。 83-90

Graphene のスーパーマーケットについて

Graphene のスーパーマーケットの目的は graphene のコミュニティに実験室の供給を提供することです。 Graphene のスーパーマーケットの哲学は良質品、容易なショッピング、追跡する容易な順序および速い配達を提供することです。 それらに簡単な価格設定、オンライン出荷の引用およびチェックアウトがあります。 それらにまた便利のための最小順序の条件がないことを持っています。

ソース: Graphene の実験室

著者: Corey McCarren および先生エレナ Polyakova

このソースのより多くの情報のために Graphene のスーパーマーケットを訪問して下さい

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

Last Update: 14. June 2013 09:28

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