Графен может быть синтезирован несколькими методами, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения.
Каковы различные методы синтеза графена? (Объяснение 4 основных методов)
1. Химическое осаждение из паровой фазы (CVD)
Этот метод широко используется для получения высококачественных графеновых пленок в больших масштабах.
CVD предполагает выращивание графеновых пленок на таких подложках, как никель (Ni) или медь (Cu), с использованием углеводородных газов.
В случае никелевых подложек атомы углерода диффундируют в металл при высоких температурах и осаждаются на поверхности при охлаждении.
Для подложек из меди, в которых растворимость углерода невелика, графен образуется за счет адсорбции на поверхности.
CVD-методу отдают предпочтение за его масштабируемость, экономичность и возможность получения монослоя графена на больших площадях.
2. Жидкофазное отшелушивание
Этот метод предполагает отшелушивание объемного графита в растворителе с подходящим поверхностным натяжением для стабилизации получаемого графена.
Используются такие растворители, как n-метил-2-пирролидон (NMP) или водные растворы с поверхностно-активными веществами.
Энергия для эксфолиации обычно поступает из ультразвукового рупора или от высоких сдвиговых сил.
Несмотря на относительно низкий выход, с помощью центрифугирования можно получить значительную долю монослойных и малослойных графеновых чешуек.
3. Контролируемая сублимация SiC
Этот метод предполагает термическое разложение подложки SiC в сверхвысоком вакууме для минимизации загрязнения.
После десорбции кремния избыток углерода на поверхности перестраивается, образуя гексагональную решетку, и получается эпитаксиальный графен.
Однако этот метод является дорогостоящим и требует значительного количества Si для крупномасштабного производства.
4. CVD с использованием растущих подложек и источника углеводородного газа
Этот метод различается в зависимости от растворимости углерода в подложке.
Для подложек с высокой растворимостью, таких как Ni, происходит диффузия и сегрегация углерода, а для подложек с низкой растворимостью, таких как Cu, основным механизмом является адсорбция на поверхности.
CVD на металлических подложках, особенно на Cu, показало наиболее многообещающие результаты для получения монослойного графена большой площади.
Каждый из этих методов был разработан для удовлетворения конкретных потребностей в производстве графена, таких как качество, масштабируемость и стоимость.
Выбор метода зависит от предполагаемого применения и имеющихся ресурсов.
Например, CVD идеально подходит для крупномасштабного промышленного производства благодаря своей масштабируемости и экономичности, в то время как жидкофазное отшелушивание может быть предпочтительным для лабораторных экспериментов или приложений, требующих небольших количеств графена.
Продолжайте исследовать, проконсультируйтесь с нашими специалистами
Откройте для себя будущее синтеза графена вместе с KINTEK SOLUTION! Наши инновационные продукты и передовые технологии позволяют производить высококачественный графен с необходимой вам точностью.
От масштабируемого CVD-процесса до целенаправленного жидкофазного отшелушивания - у нас есть решения, разработанные с учетом уникальных требований вашей задачи.
Оцените разницу KINTEK и поднимите уровень исследований и производства графена уже сегодня.
