Filmes Contínuos de Graphene da Bolacha-Escala Preparados pelo Depósito de Vapor Químico: Produção e Aplicações

Assuntos Cobertos

Introdução
Depósito de Vapor Químico (CVD)
Fabricação de Graphene
Aplicações de Graphene
Outras Aplicações
     Photovoltaics
     Revestimentos Condutores Transparentes
     Microscopia de Elétron de Transmissão
     circuitos integrados
Disponibilidade
Referências
Sobre o Supermercado de Graphene

Introdução

Graphene, uma folha dos átomos de carbono arranjados em uma estrutura de estrutura sextavada, é visto como a coisa grande seguinte na alto-tecnologia. Para ser do “o material milagre” alguma reivindicação a ser devido a sua força, transparência, e qualidades condutoras, ele precisa de ser mass produced. Graphene foi originalmente usado a esfoliação mecânica, recolhendo o da grafite com uma parte de fita escocêsa simples. Contudo, como os métodos desenvolvidos, depósito de vapor químico (CVD) se transformaram logo o método o mais bem sucedido para grandes áreas de fabricação do graphene de alta qualidade. No Mundo Inteiro, os pesquisadores usam o graphene preparado pelo CVD, porque permite que o graphene seja transferido às carcaças tais como o dióxido de silicone, o vidro, e o plástico.

Depósito de Vapor Químico (CVD)

O CVD não é um processo novo, sendo usado já para preparar muitos materiais diferentes. É usado para produzir filmes finos, e exige reacções thermochemical da vapor-fase formar o depósito desejado em uma carcaça. O graphene do CVD é feito por gáss de fluxo do hidrogênio e de metano através de uma fornalha caloroso aproximadamente a 1000°C com um catalizador do metal tal como o cobre ou o níquel. O metano decompor então, deixando átomos de carbono depositados no metal. Depois Que o processo está completo, o cobre ou o níquel podem ser gravados afastado, deixando o graphene que pode ser depositado em uma carcaça tal como o vidro ou uma bolacha de silicone.

Fabricação de Graphene

Graphene que foi preparado pelo processamento do CVD pode ser o monolayer ou o multilayer, segundo que o metal é usado. Se o cobre é usado para criar o graphene, mais de 95% do graphene será monolayer1. Contudo, se preparado no níquel, o resultado final é níveis de variação de graphene multilayer. Isto é porque o níquel pode absorver mais carbono do que o cobre pode a. O Cobalto foi usado igualmente para isolar o graphene através do CVD; contudo é usado mais raramente do que o cobre ou o níquel.

Figura 1. imagem de TEM do filme suspendido do graphene crescido no Níquel pelo CVD e pela Cortesia: Porta-luvas de William, Katelyn Murtagh, Genética de ZS. Área Clara - única área. Graphene grosso da pouco-camada Mais Escura das áreas

Aplicações de Graphene

Graphene, multi e as mono-camadas feitas através do processamento do CVD têm muitas aplicações práticas potenciais. Estes incluem células solares, como um revestimento e uma substituição condutores transparentes para o estanho-óxido do índio (ITO) usado actualmente nos écrans sensíveis, para o uso em grades de TEM, e eletrônica da radiofrequência.

Figura 2. flores do graphene do Monolayer crescidas pelo CVD no cobre e transferidas no dióxido de silicone/bolacha de silicone

Outras Aplicações

As outras aplicações básicas do CVD preparado do graphene filmes contínuos estão listadas abaixo, os detalhes do wirth fornecidos nas seguintes secções:

  • Photovoltaics
  • Revestimentos Condutores Transparentes
  • Microscopia de Elétron de Transmissão (TEM)
  • circuitos integrados

Photovoltaics

O graphene do CVD tem o potencial como uma pilha fotovoltaico (OPV) orgânica, sendo um baixo substituto do peso para os painéis solares actuais em determinadas aplicações. Embora as células solares baseadas graphene- não são quase tão eficientes quanto o silicone (aproximadamente 1,3 watts a cada 14 watts gerados no silicone), seriam robustas, flexíveis e custadas muito menos. Isto significa que embora para o uso em uma grande, pilha lisa, silicone permaneçam as “telas ideais, graphene-aumentadas” que recolhem a energia ao estètica satisfazer, como cortinas, possa potência da ajuda dia sua HOME2.

Revestimentos Condutores Transparentes

A flexibilidade de Graphenes igualmente dá-lhe uma vantagem sobre o estanho-óxido do índio (ITO) não somente como um OPV, mas em outras arenas também. ITO é actualmente o material da escolha para fazer indicadores da toque-tela em telemóveis, em tabuletas, e em outros dispositivos. Contudo uma vez que você deixa cair um destes dispositivos uma vez, as telas quebram-se frequentemente porque ITO não é flexível e não pode absorver o impacto. Por outro lado, a força dos graphene e o meio da flexibilidade você poderia dobrar sua tela, assim como deixa-a cair, sem danificá-la3.

Microscopia de Elétron de Transmissão

O graphene pode igualmente ser usado para grades da microscopia de elétron (TEM) de transmissão. Devido a sua espessura do pouco-átomo, a grade é virtualmente transparente ao feixe de elétron assim que um esclarecedor, uma imagem mais refinada do assunto é alcançado. Em particular, as grades do graphene TEM são úteis para pesquisar os nanostructures e as moléculas biológicas que não podem ser vistos com as grades convencionais4.

circuitos integrados

Porque o IBM demonstrou, o graphene pode igualmente ser usado nos circuitos integrando transistor do graphene com outros componentes. Os circuitos integrados combinam o transistor com um par de indutores em uma bolacha do carboneto de silicone. Para fazer este, o IBM teve que abrir um bandgap no graphene, que era um dos obstáculos os mais grandes em criar a eletrônica do graphene que pode competir com o silicone5.

Figura 3. Uma imagem ultra-alta do contraste TEM de Lipoproteína High-density discoidal em um filme do graphene. Cortesia de Profs. Bolotin e Jerome, Vanderbilt Universidade, Dr. Polyakova, Graphene Laboratórios, Inc.

Disponibilidade

Há uns desafios, contudo, ao usar o CVD que processa para a produção em massa do graphene. Graphene no cobre ou no níquel é de pouco uso para a maioria de finalidades comerciais; precisa geralmente de estar em uma carcaça tal como o plástico, o dióxido de silicone, ou o vidro para aplicações práticas. Infelizmente, não é actualmente possível usar o CVD para depositar o graphene directamente nestas carcaças devido às altas temperaturas exigidas, que danificariam a carcaça e o graphene. Recentemente, os métodos químicos foram desenvolvidos para separar o filme do graphene da superfície de metal e para transferi-lo à carcaça exigida. Contudo, o graphene de transferência a estas carcaças exige a experiência e é difícil de fazer.

Felizmente, há uns relatórios contínuos no progresso nesta área. Recentemente, o graphene em grande escala de alta qualidade do CVD tornou-se disponível no comércio. O Supermercado de Graphene escalou sua produção do graphene, vendendo agora as folhas do graphene tão grandes quanto 4" x4”. Além, os filmes do graphene transferidos em carcaças tais como bolachas de silicone, plásticos, e vidro são oferecidos igualmente. Estes avanços permitirão pesquisa avançada e ajudarão a facilitar aplicações comerciais do graphene.

Para pedir o graphene preparado pelo depósito de vapor químico, visite o Supermercado de Graphene.

Referências

1. Da “síntese Grande área dos filmes de alta qualidade e uniformes do graphene nas folhas de cobre. ” Li, Ciência do X. e outros, 324 (2009), pp. 1312-1314.
2. “Contínuo, Filmes Altamente Flexíveis, e Transparentes de Graphene pelo Depósito de Vapor Químico para Photovoltaics Orgânico. ” Lewis Gómez De Arco e outros ACS Nano, Volume 4, Edição 5 (2010), pp. 2865-2873
3. “Projecto Racional de Filmes Híbridos de Graphene para os Eléctrodos Transparentes De capacidade elevada. ” Yu Zhu e outros ACS Nano, Volume 5, Edição 8 (2011), pp. 6472-6479
4. “Transferência directa do graphene da camada-área.” William Regan e outros Appl. Phys. Lett., Volume96 (2010)
5. da “circuito integrado do graphene Bolacha-Escala.” Ciência de Yu-Ming Lin e outros, No. 6035 (2011) pp do Volume 332. 1294-1297
6. A “Grande área graphene-baseou filmes de condução transparentes flexíveis. ” FethullahGunes e outros Nano: Breves Relatórios e ReviewsVolume 4, No. 2 (2009), pp. 83-90

Sobre o Supermercado de Graphene

O objetivo do Supermercado de Graphene é fornecer fontes do laboratório para a comunidade do graphene. A filosofia do Supermercado de Graphene é oferecer produtos de qualidade, a compra hassle livre, o pedido fácil que seguem, e a entrega rápida. Têm a fixação do preço directa, citações em linha do transporte e verificação geral. Igualmente têm não ter nenhuma exigência mínima do pedido para sua conveniência.

Source: Laboratórios de Graphene

Autores: Corey McCarren e Dr. Elena Polyakova

Para obter mais informações sobre desta fonte visite por favor o Supermercado de Graphene.

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

Last Update: 14. June 2013 09:44

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