De Ononderbroken die wafeltje-Schaal Films van Graphene door het Deposito van de Chemische Damp worden Voorbereid: Productie en Toepassingen

Besproken Onderwerpen

Inleiding
Het Deposito van de Chemische Damp (CVD)
Vervaardiging van Graphene
Toepassingen van Graphene
Andere Toepassingen
     Photovoltaics
     Transparante Geleidende Deklagen
     De Elektronenmicroscopie van de Transmissie
     geïntegreerde schakelingen
Beschikbaarheid
Verwijzingen
Ongeveer Supermarkt Graphene

Inleiding

Graphene, een blad van koolstofatomen in een hexagonale roosterstructuur worden geschikt, wordt bekeken als volgende groot ding dat in high-tech. Om het „mirakelmateriaal“ te zijn wat eis het om wegens zijn sterkte, transparantie, en geleidende kwaliteiten te zijn, het moet geproduceerde massa zijn. Graphene werd oorspronkelijk voorbereid gebruikend mechanische afschilfering, verzamelt het van grafiet met een stuk van eenvoudig plakband. Nochtans, als ontwikkelde methodes, werd het chemische damp (CVD)deposito spoedig de methode het meest succesvol voor het vervaardigen van grote gebieden van hoogte - kwaliteit graphene. Wereldwijd, gebruiken de onderzoekers graphene voorbereidingen getroffen door CVD, aangezien het graphene om naar substraten zoals siliciumdioxyde, glas, en plastiek toelaat worden overgebracht.

Het Deposito van de Chemische Damp (CVD)

CVD is geen nieuw om proces die, reeds gebruikt te zijn om vele verschillende materialen voor te bereiden. Het wordt gebruikt om dunne films te produceren, en vereist thermochemische damp-fase reacties om de gewenste storting op een substraat te vormen. CVD wordt graphene gemaakt door stromende die waterstof en methaangassen door een oven aan ongeveer 1000°C met een metaalkatalysator wordt verwarmd zoals koper of nikkel. Het methaan ontbindt dan, verlatend koolstofatomen op het metaal worden gedeponeerd dat. Nadat het proces volledig is, kan het koper of het nikkel weg worden geëtst, weggaand graphene dat op een substraat zoals glas of een siliciumwafeltje kunnen worden gedeponeerd.

Vervaardiging van Graphene

Graphene die door de verwerking is voorbereid van CVD kan of monolayer of multilayer zijn, waarafhankelijk van het metaal wordt gebruikt. Als het koper om wordt gebruikt te leiden tot graphene, zal meer dan 95% van graphene monolayer zijn1. Nochtans, indien voorbereid op nikkel, varieert het eindresultaat niveaus van multilayer graphene. Dit is omdat het nikkel meer koolstof kan absorberen dan het koper aan kan. Het Kobalt is ook gebruikt om graphene via CVD te isoleren; nochtans wordt het gebruikt meer zelden dan koper of nikkel.

Figuur 1. Beeld TEM van opgeschorte die graphene film op Nikkel door CVD en Hoffelijkheid wordt gekweekt: William Glover, Katelyn Murtagh, Genetica ZS. Licht gebied - enig gebied. Donkerdere dikke graphene van de gebieden weinig-laag

Toepassingen van Graphene

Graphene, zowel multi als mono-layers via de verwerking van CVD wordt gemaakt heeft vele potentiële praktische toepassingen die. Deze omvatten zonnecellen, als transparante geleidende deklaag en vervanging voor momenteel gebruikt (ITO) indium tin-oxyde in touchscreens, voor gebruik in netten TEM, en radiofrequentieelektronika.

Figuur 2. Monolayer graphene bloemen door CVD op koper worden en op siliciumdioxyde/siliciumwafeltje dat worden overgebracht gekweekt die

Andere Toepassingen

De andere basistoepassingen van ononderbroken graphenefilms voorbereid CVD zijn hieronder vermeld die, wirth details in de volgende secties worden verstrekt:

  • Photovoltaics
  • Transparante Geleidende Deklagen
  • De Elektronenmicroscopie van de Transmissie (TEM)
  • geïntegreerde schakelingen

Photovoltaics

CVD graphene heeft potentieel als organische photovoltaic (OPV) cel, die een laag gewichtssubstituut voor huidige zonnepanelen in bepaalde toepassingen zijn. Hoewel graphene- de gebaseerde zonnecellen niet bijna efficiënt zo zoals silicium (ongeveer 1.3 watts aan elke 14 die watts in silicium worden geproduceerd) zijn, zouden zij robuust veel minder, flexibel en gekost zijn. Dit betekent dat hoewel voor gebruik op een grote, vlakke cel, het silicium ideale, graphene-verbeterde „stoffen“ zou blijven die energie terwijl het zijn esthetisch tevredenstellend, zoals gordijnen verzamelen, de macht van de één daghulp uw huis kan2.

Transparante Geleidende Deklagen

De flexibiliteit van Graphenes geeft het ook een voordeel over indium tin-oxyde (ITO) niet alleen als OPV, maar eveneens in andere arena's. ITO is momenteel het materiaal van keus voor het maken van touch-screen vertoningen op celtelefoons, tabletten, en andere apparaten. Nochtans zodra u één eens van deze apparaten laat vallen, verbrijzelen de schermen vaak omdat ITO niet flexibel is en niet het effect kan absorberen. Anderzijds, graphene betekenen de sterkte en de flexibiliteit u het uw scherm kon buigen, evenals het laten vallen, zonder het te beschadigen3.

De Elektronenmicroscopie van de Transmissie

Graphene kan ook voor de netten van de transmissieelektronenmicroscopie (TEM) worden gebruikt. Wegens zijn weinig-atoomdikte, is het net vrijwel transparant aan de elektronenstraal zodat wordt een duidelijker, meer geraffineerd beeld van het onderwerp bereikt. In het bijzonder, graphene zijn de netten TEM nuttig om nanostructures en biologische molecules te onderzoeken die niet met conventionele netten kunnen worden bekeken4.

geïntegreerde schakelingen

Zoals IBM heeft aangetoond, graphene kan ook in kringen door het integreren graphene transistors met andere componenten worden gebruikt. De geïntegreerde schakelingen combineren de transistor met een paar inductors op een wafeltje van het siliciumcarbide. Om dit te doen, moest IBM een bandgap in graphene openstellen, die één van de grootste hindernissen in het creëren van graphene elektronika was die met silicium kan concurreren5.

Figuur 3. Een ultrahoog contrastTEM beeld van schijfvormige Hoogte - dichtheidsLipoproteins op een graphenefilm. Hoffelijkheid van Profs. Bolotin en Jerome, Vanderbilt Universiteit, Dr. Polyakova, Graphene Laboratoria, Inc.

Beschikbaarheid

Er zijn uitdagingen, echter, wanneer het gebruiken van de verwerking van CVD voor graphenemassaproduktie. Graphene op koper of nikkel is van weinig gebruik voor de meeste commerciële doeleinden; het moet over het algemeen op een substraat zoals plastiek, siliciumdioxyde, of glas voor praktische toepassingen zijn. Jammer Genoeg, is het niet momenteel mogelijk om CVD te gebruiken om graphene direct op deze substraten wegens de hoge vereiste temperaturen te deponeren, die het substraat en graphene zouden beschadigen. Onlangs, werden de chemische methodes ontwikkeld om de graphenefilm te scheiden van de metaaloppervlakte en het over te brengen naar het vereiste substraat. Nochtans, vereist overbrengen graphene naar deze substraten deskundigheid en is moeilijk te doen.

Gelukkig, zijn er ononderbroken rapporten over vooruitgang op dit gebied. Onlangs, is CVD op grote schaal van uitstekende kwaliteit graphene in de handel verkrijgbaar geworden. De Supermarkt van Graphene heeft hun grapheneproductie geschraapt, nu verkopend graphene bladen zo groot zoals 4“ x4“. Bovendien graphene wordt de films op substraten zoals siliciumwafeltjes, plastieken, en glas worden overgebracht dat ook aangeboden. Deze vooruitgang zal voor geavanceerd onderzoek toestaan en de hulp vergemakkelijkt commerciële toepassingen van graphene.

Opdracht geven tot graphene trof door chemische dampdeposito voorbereidingen, de Supermarkt van bezoekGraphene.

Verwijzingen

1. De „synthese van het groot-Gebied van hoogstaande en eenvormige graphenefilms op koperfolies. “ Li, X. et al. Wetenschap, 324 (2009), blz. 1312-1314.
2. „Ononderbroken, Hoogst Flexibele, en Transparante Films Graphene door het Deposito van de Chemische Damp voor Organische Photovoltaics. “ Lewis Gomez DE Arco et al. Nano ACS, Volume 4, Kwestie 5 (2010), blz. 2865-2873
3. „Rationeel Ontwerp van Hybride Films Graphene voor Krachtige Transparante Elektroden. “ Yu Zhu et al. Nano ACS, Volume 5, Kwestie 8 (2011), blz. 6472-6479
4. Een „directe overdracht van laag-gebied graphene.“ William Regan et al. Appl. Phys. Lett., Volume96 (2010)
5. „Wafeltje-Schaal graphene geïntegreerde schakeling.“ Yu-Ming Lin et al. Wetenschap, Volume 332 nr 6035 (2011) blz. 1294-1297
6. „Groot-Gebied graphene-gebaseerde flexibele transparante het leiden films. “ FethullahGunes et al. Nano: Korte Rapporten en ReviewsVolume 4, Nr 2 (2009), blz. 83-90

Ongeveer Supermarkt Graphene

Het doel van Supermarkt Graphene is laboratoriumlevering voor graphenegemeenschap te verstrekken. De filosofie van de Supermarkt van Graphene moet kwaliteitsproducten, hetvrije winkelen, het gemakkelijke orde volgen, en snelle levering aanbieden. Zij hebben ongecompliceerde tarifering, online het verschepen citaat en controle. Zij hebben ook geen minimumordeeis ten aanzien van uw gemak hebben.

Bron: De Laboratoria van Graphene

Auteurs: Corey McCarren en Dr. Elena Polyakova

Voor meer informatie over deze bron te bezoeken gelieve Supermarkt Graphene.

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

Last Update: 14. June 2013 09:14

Ask A Question

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

Leave your feedback
Submit