Синтез графена и графеновой плёнки

 

Самым перспективным методом для получения чистого графена больших площадей является метод химического газофазного осаждения (CVD-метод). Этот метод основан на разложении углердсодержащего газа (например, метана) при высокой температуре (от 800 до 1050 С) вблизи каталитической подложки (например, меди или никеля). Следует отметить, что механизмы формирования графена на меди и на никеле отличаются  друг от друга.

Формировании графена на никеле происходит в несколько этапов:

  • разложение углеродсодержащего газа на атомы углерода и водорода и осаждение атомов углерода на поверхность металла;
  • при увеличении температуры происходит диффузия углерода внутрь никеля;
  • на финальном этапе при охлаждении никелевой подложки атомы углерода выдавливаются из объёма металла на поверхность его поверхность и формируют графеновую плёнку, причём толщина плёнки зависит от количества диффундированного углерода.

 

Формирование графена на меди значительно проще:

углеродсодержащий газ разлагается на атомы углерода и водорода, и углерод осаждается на поверхность металла, формируя графеновую плёнку. Причём атомы углерода не диффундируют в объём меди, так как растворимость углерода в медь очень низкая (в 1000 раз ниже, чем в никеле). Более того образование второго слоя графена на меди не происходит, так как медь выступает катализатором при разложении газа, а медь покрывает графеном и её каталитическая активность резко снижается.

Для реализации этого метода было разработано несколько установок с возможность контроля всех параметров синтеза. На этих установках были подобраны условия синтеза как однослойного графена на меди, так и графеновой плёнки с заданным количеством слоёв на никеле.

Одну из наших установок для синтеза графен мы адаптировали для лабораторного использования и выставили на продажу. Всю информацию об установке можно найти на странице: Оборудования для синтеза графена в разделе Продукция.

Наши научные статьи по тематике синтеза графена:

[1] Control of number of graphene layers grown by chemical vapor deposition, 2010 год, журнал Physica Status Solidi (c)

[2] Chemical Vapor Deposition of Graphene on Copper Foils, 2013 год, журнал Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics

[3] Chemical Vapor Deposition of Graphene on Nickel from Different Gaseous Atmospheres, 2013 год, журнал Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics

[4] Efficient nitrogen doping of graphene by plasma treatment, 2016 год, журнал Carbon

[5] In Situ Control of CVD Synthesis of Graphene Film on Nickel Foil, 2017 год, журнал Physica Status Solidi (b)

[6] Modification of graphene electronic properties via controllable gas-phase doping with copper chloride, 2018 год, журнал Applied Physics Letters

[7] Crystallization of Thin Copper Films on Silica Substrate for Graphene Growth, 2019 год, журнал Physica Status Solidi (b)

[8] Controlled Graphene Synthesis from Solid Carbon Sources, 2019 год, журнал Physica Status Solidi (b)

 

Спасибо за Ваше обращение
Мы ответим Вам в течение 24 часов
Спасибо
Ждите новостей