Механизм получения графена методом CVD включает в себя двухстадийный процесс: растворение и сегрегацию.
На первом этапе атомы углерода растворяются или включаются в катализатор из переходных металлов, таких как никель, медь, платина или иридий. Этот процесс называется растворением. Атомы углерода диффундируют в металлическую подложку под действием высокой температуры внутри подложки. Чем выше температура, тем быстрее происходит процесс диффузии. Определенную роль играет и продолжительность процесса, поскольку атомам углерода требуется дополнительное время для достижения насыщенного состояния в более толстых металлических пленках.
На втором этапе, известном как сегрегация, атомы углерода быстро охлаждаются, в результате чего они отделяются от металлической подложки и образуют графеновый слой. Такое быстрое охлаждение может быть достигнуто за счет снижения температуры или использования охлаждающего агента. Диффундировавшие в металлическую подложку атомы углерода вступают в реакцию друг с другом, образуя небольшие углеродные кластеры. Когда эти кластеры превышают критический размер, на поверхности катализатора зарождаются и растут кристаллы графена.
Процесс CVD-графенообразования заключается в осаждении углеродсодержащих газов на металлическую поверхность в нагретой реакционной камере. Металлический катализатор выступает одновременно и как катализатор разложения углерода, и как поверхность для зарождения графеновой решетки. Для успешного роста графена необходимо тщательно контролировать температуру, давление, продолжительность времени и другие условия.
CVD-графен вызывает значительный интерес благодаря своим уникальным свойствам, таким как высокая эластичность, механическая прочность, высокая электро- и теплопроводность. С помощью CVD-метода его можно получать в больших количествах и переносить на различные подложки для применения в различных областях. Прекурсоры углерода, например метан, превращаются в графен на поверхности металлического катализатора, например меди, в результате разложения и образования углеродных кластеров. Реакция CVD обычно протекает при высоких температурах, около 1000 °C. Когда кластеры углерода превышают критический размер, происходит зарождение и рост кристаллов графена, образующих слой атомов углерода толщиной в один атом.
Ищете высококачественное лабораторное оборудование для CVD-синтеза графена? Обратите внимание на компанию KINTEK! Наши передовые инструменты и оборудование предназначены для оптимизации процесса CVD, обеспечивая точный контроль температуры, времени роста и других критических факторов. Максимизируйте синтез графена с помощью надежного и эффективного оборудования KINTEK. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше и расширить свои исследовательские возможности!
