化学气相沉积准备的持续薄酥饼缩放比例 Graphene 影片: 生产和应用

包括的事宜

简介
化学气相沉积 (CVD)
Graphene 制造
Graphene 的应用
其他应用
     Photovoltaics
     透明导电性涂层
     透射电镜术
     集成电路
可用性
参考
关于 Graphene 超级市场

简介

Graphene,碳原子页在一个六角晶格结构安排的,被查看作为在高科技的下件大事情。 要是 “奇迹材料”某索赔是它由于其力量,透明度和导电性质量,它需要大量生产。 使用机械剥落, Graphene 原来地准备,会集它从与简单的透明胶带部分的石墨。 然而,被开发的方法,化学气相沉积 (CVD)很快成为这个方法最成功为制造优质 graphene 大区。 全世界,因为它允许 graphene 调用到基体例如二氧化硅、玻璃和塑料,研究员使用 CVD 准备着的 graphene。

化学气相沉积 (CVD)

CVD 不是更新过程,已经使用准备许多不同的材料。 它用于生产薄膜,并且要求热化学蒸气阶段回应形成在基体的期望定金。 CVD graphene 由流的氢和甲烷气做通过熔炉大约被加热对 1000°C 与一种金属催化剂例如铜或镍。 甲烷然后分解,留下碳原子存款在这种金属。 在这个进程是完全的后,铜或镍可以被铭刻,留下可以存款在一个基体上例如玻璃或硅片的 graphene。

Graphene 制造

通过 CVD 处理准备的 Graphene 可能是单层或多层的,金属使用。 如果铜用于创建 graphene,超过 95% graphene 将是单层1。 然而,如果准备在镍,最终结果是多层 graphene 的变化水平。 这是,因为镍比铜能可能吸收更多碳。 钴也用于通过 CVD 查出 graphene; 然而比铜或镍很少使用它。

在镍的图 1. CVD 和礼貌增长的被暂停的 graphene 影片 TEM 图象: 威廉手套贩卖商, Katelyn Murtagh, ZS 遗传学。 光线范围 - 区。 更加黑暗的区少量层厚实的 graphene

Graphene 的应用

通过 CVD 处理做的 Graphene,多和单层有许多潜在的实际应用。 这些包括太阳能电池,作为透明导电性涂层和替换用于触摸屏 (ITO)当前的铟锡氧化物的,为使用在 TEM 网格和无线电频率电子。

在铜的图 2. 单层 graphene 花种植由 CVD 和调用在二氧化硅/硅片上

其他应用

持续 graphene 影片准备的 CVD 的其他基本的应用下面是列出的,在下列部分提供的 wirth 详细资料:

  • Photovoltaics
  • 透明导电性涂层
  • 透射电镜术 (TEM)
  • 集成电路

Photovoltaics

CVD graphene 有潜在作为一个有机 (OPV)光电池,是当前太阳电池板的低重量替代项在某些应用。 虽然 graphene- 基于太阳能电池不是接近一样高效的象硅 (大约对在硅生成的每 14 瓦特的 1.3 瓦特),他们是稳健,灵活和花费。 这意味着,虽然为在一个大,平面的细胞,硅的使用将保持收集能源的理想, graphene 改进的 “织品”,当审美喜欢,例如窗帘,请可以天帮助功率您的家时2

透明导电性涂层

Graphenes 灵活性也产生它一个好处超过铟锡氧化物 (ITO)不仅作为 OPV,但是在其他竞技场。 ITO 当前是选择材料做的触摸屏显示在移动电话、片剂和其他设备。 然而,一旦您一次丢弃这些设备之一,屏幕经常打碎,因为 ITO 不是灵活的,并且不可能吸收影响。 另一方面, graphene 的力量和灵活性平均值您可能弯曲您的屏幕,以及丢弃它,无需损坏它3

透射电镜术

graphene 可能为透射电镜术网格也 (TEM)使用。 由于其少量原子厚度,网格对电子束是实际上透明,因此清除器,这个主题的被精炼的图象被到达。 特别是, graphene TEM 网格为研究不可能用常规网格查看的 nanostructures 和生物分子是有用的4

集成电路

IBM 展示了, graphene 可能也用于电路通过集成有其他要素的 graphene 晶体管。 集成电路与一个对在碳化硅薄酥饼上的电感器结合晶体管。 要执行此, IBM 必须打开在 graphene 的一 bandgap,是其中一个在创建 graphene 电子的最大的障碍可能与硅竞争5

图 3。 盘状高密度脂蛋白的一个超离频的对比 TEM 图象在 graphene 影片的。 Profs 礼貌。 Bolotin 和 Jerome, Vanderbilt University, Dr. Polyakova, Graphene Laboratories, Inc。

可用性

当曾经处理的 CVD 为 graphene 大量生产时,然而有挑战。 在铜或镍的 Graphene 有多数商业目的微不足道的作用; 它一般需要在一个基体例如塑料、二氧化硅或者玻璃实际应用的。 不幸地,使用 CVD 存款 graphene 直接地在这些基体上由于需要的高温是不目前可能的,将损坏这个基体和 graphene。 最近,化工方法被开发从金属表面分隔 graphene 影片和调用它到这个必需的基体。 然而,对这些基体的调用的 graphene 要求专门技术并且是难执行。

幸运地,有关于进展的持续报表在此区。 最近,优质大规模 CVD graphene 变得商业可用。 Graphene 超级市场称了他们的 graphene 生产,现在出售 graphene 页一样大象 4" x4”。 另外,调用在基体上例如硅片、塑料和玻璃也提供 graphene 影片。 这些预付款将允许先进的研究并且帮助实现 graphene 的商务应用。

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参考

1. “优质和统一 graphene 影片大区综合在铜箔的。”李, X. 等科学, 324 (2009),页。 1312-1314.
2. “持续,高度灵活和透明 Graphene 影片由有机 Photovoltaics 的化学气相沉积。”刘易斯戈麦斯 De 纳诺的 Arco 等 ACS,数量 4,问题 5日 (2010),页。 2865-2873
3. “杂种 Graphene 影片合理的设计高性能透明电极的。” Yu 纳诺的朱等 ACS,数量 5,问题 8日 (2011),页。 6472-6479
4. “层区 graphene 直接调用”。 威廉 Regan 等 Appl。 Phys。 Lett。, Volume96 (2010)
5. “薄酥饼缩放比例 graphene 集成电路”。 YuMing 林等科学,数量 332 没有 6035 (2011) 页。 1294-1297
6. “大区 graphene 根据灵活的透明执行的影片。”纳诺的 FethullahGunes 等: 简要报表和 ReviewsVolume 4,没有 2日 (2009),页。 83-90

关于 Graphene 超级市场

Graphene 超级市场的目标是为 graphene 社区提供实验室用品。 Graphene 超级市场的哲学是提供优质产品、容易的购物、跟踪容易的单和快速交货。 他们有直接的定价、在线发运报价和结算离开。 他们也没有有您的便利的最小的命令需求。

来源: Graphene 实验室

作者: Corey McCarren 和埃琳娜 Polyakova 博士

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

Last Update: 14. June 2013 09:07

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