Методы выращивания графена включают в себя:
-
Химическое осаждение из паровой фазы (CVD): Это один из наиболее перспективных методов получения высококачественного монослоя графена на больших площадях. При CVD используется источник углеводородного газа, а рост происходит либо за счет диффузии и сегрегации углерода в металлической подложке с высокой растворимостью углерода (например, Ni), либо за счет поверхностной адсорбции в металле с низкой растворимостью углерода (например, Cu). Метод улавливания паров, специфический метод CVD, предполагает использование большой и малой кварцевых трубок, в большую из которых поступает CH4/H2, а в малую загружается фольга из меди. Этот метод позволяет выращивать крупнозернистые графеновые цветы за счет создания квазистатического распределения реакционных газов и уменьшения подачи углерода.
-
Жидкофазное отшелушивание: Этот метод предполагает отшелушивание объемного графита в растворителе с использованием энергии, обычно это неводные растворители, такие как n-метил-2-пирролидон (NMP), или водные растворы с поверхностно-активным веществом. Энергия для эксфолиации может быть получена в результате ультразвукового воздействия или высоких сдвиговых сил. Этот метод подходит для массового производства, но обычно приводит к более низкому качеству электричества по сравнению с CVD.
-
Сублимация карбида кремния (SiC): Этот метод предполагает термическое разложение подложки SiC в сверхвысоком вакууме для минимизации загрязнений. Избыток углерода на поверхности перестраивается, образуя гексагональную решетку, в результате чего получается эпитаксиальный графен. Однако этот метод является дорогостоящим и требует большого количества Si для крупномасштабного производства.
-
Прямой рост на неметаллических подложках: Этот подход предполагает выращивание графена непосредственно на неметаллических поверхностях, которые обладают более слабой каталитической активностью по сравнению с металлическими поверхностями. Это можно компенсировать с помощью высоких температур, катализа с использованием металлов или CVD с плазменным усилением. Хотя качество графена, полученного этим методом, не так высоко, он считается потенциальным методом для будущих промышленных применений.
-
Двумерные гибриды: Этот метод предполагает гибридизацию графена с другими двумерными материалами для улучшения технологических приложений. Например, использование пленок гексагонального нитрида бора (h-BN) в качестве подложки позволяет улучшить вольт-амперные характеристики графеновых FET. Эти гибриды могут быть созданы путем послойной укладки материалов или путем прямого роста, причем последний метод обеспечивает масштабируемость и меньшее загрязнение.
Каждый из этих методов имеет свои преимущества и проблемы, при этом наиболее широко для производства высококачественного графена на больших площадях используется CVD-метод благодаря его относительной экономичности и масштабируемости.
Откройте для себя передовое материаловедение, лежащее в основе различных методов выращивания графена, от точного химического осаждения из паровой фазы до инновационного подхода к 2D-гибридам, прямо здесь, в KINTEK SOLUTION. Наша современная продукция и рекомендации экспертов - это ключ к раскрытию полного потенциала графена в ваших исследованиях и промышленных приложениях. Окунитесь в мир передовых материалов и поднимите свой проект на новую высоту вместе с KINTEK SOLUTION - вашим партнером по инновациям!
