Des chercheurs japonais et taïwanais ont récemment mis au point une nouvelle méthode CVD utilisant des sources de graphène et des catalyseurs au gallium fondu pour faire pousser du graphène à des températures aussi basses que 50 ° C. Cette étude est une préoccupation majeure pour la synthèse du graphène à basse température. Progrès, les chercheurs pour la première fois la croissance du graphène directement sur le substrat en plastique, et l'avenir peut être intégré dans une variété de matériel électronique graphène.
Comme nous le savons tous, la méthode CVD est la grande surface de films de graphène simple couche de haute qualité moyen le plus efficace pour se préparer, mais le processus actuel nécessite une température au-dessus de 1000 ℃, le coût élevé, un processus compliqué. Récemment, l'équipe de chercheurs du Japon et de Taiwan pour créer un nouveau procédé CVD en utilisant une source de vapeur et un catalyseur de gallium fondu graphène croissance du méthane dilué à une température de 50 ° C jusqu'à des résultats de recherche publiés dans un avenir proche « Nature » propriété « Scientificreports » Journal.
Réduction de la température de synthèse CVD graphène peut très bien graphène intégré dans une variété d'applications, telles que la croissance CVD de graphène intégré directement dans le dispositif électronique.
L'équipe a expliqué que dans l'électronique à base de silicium, l'assemblage peut supporter la limite supérieure de la température d'intégration du graphène d'environ 400 ° C. Dans des conditions CVD normales, la croissance du graphène se produit vers 1000 ° C et ne convient pas pour une intégration directe dans des dispositifs électroniques.
Cette nouvelle méthode peut rompre cette limitation en utilisant CVD gallium comme catalyseur pour faire croître le graphène CVD sur des substrats de saphir et de polycarbonate à l'aide d'une dilution d'atmosphère de méthane, et la température requise peut être réduite à environ 50 ° C. Catalyseur car c'est un catalyseur qui s'est avéré efficace dans les processus récents de croissance du graphène et qui peut être facilement éliminé par jet de gaz après synthèse du graphène.La source de carbone est un mélange d'air et d'azote et d'argon mélangé à 5% de méthane Le
Résultats de la caractérisation du graphène
Les chercheurs ont utilisé la spectroscopie Raman, la microscopie électronique à balayage et la microscopie électronique à transmission à haute résolution pour examiner la qualité du graphène cultivé. Les résultats montrent que le nouveau procédé CVD peut produire du graphite de haute qualité à température ambiante (relativement parlant) L'ene et le graphène ont été cultivés sur un substrat de polycarbonate et un substrat de saphir à 50 ° C et 100 ° C, respectivement.
La synthèse à basse température peut être réalisée en attachant du carbone au bord des noyaux de graphène préformés et n'endommage pas le substrat ou les composants environnants Les noyaux préexistants sont eux-mêmes préparés par des procédés CVD classiques ou en utilisant des mélanges 12C et 13C à basses températures De la technologie spéciale de transfert nucléaire préparée.
La présence de catalyseur au gallium fondu favorise l'absorption du méthane à des températures plus basses, ce qui se traduit par une très faible barrière de réaction de moins de 300 ° C et de 0,16 e V. L'étude montre également que l'état fondu du gallium favorise le transport des atomes de carbone. Grandir
L'étude a montré que la cinétique de croissance rapide associée à la barrière réactionnelle inférieure et au processus de transfert nucléaire à basse température favorise la croissance du graphène jusqu'à 50 ° C et résulte de la voie compétitive, c'est-à-dire de la décomposition du méthane sur la surface du gallium; Le gallium liquide adsorbe le méthane, suivi du dépôt de méthane dans le gallium.
L'étude a également montré que les deux méthodes étaient favorables à haute température et à basse température, respectivement, et expliquait les raisons de l'existence d'une faible dépendance à la température et d'une faible barrière de réaction dans le processus. Parce que lorsque d'autres métaux sont utilisés, on constate que le procédé est inefficace et comprend des catalyseurs de graphène classiques tels que le cuivre et le nickel.
L'étude a été une avancée significative dans la synthèse du graphène cryogénique, et les chercheurs ont d'abord cultivé le graphène directement sur des substrats en plastique.Tout dans le domaine du graphène comprendra l'impact potentiel de la synthèse à basse température et peut être utilisé dans le futur. Les oléfines sont intégrées dans une variété d'appareils électroniques.
