CVD Graphene - Tạo Graphene Bằng PP ngưng tụ hóa học Chemical Vapour Deposition (CVD)

Gợi ý tìm kiếm: Thí Nghiệm Sinh Học, Thí Nghiệm Thủy Sản...

CVD Graphene - Tạo Graphene Bằng PP ngưng tụ hóa học Chemical Vapour Deposition (CVD)

Có nhiều cách khác nhau, trong đó các đơn lớp graphene có thể được tạo ra hoặc bị cô lập, nhưng do sự xa cách phổ biến nhất tại thời điểm này trong thời gian là bằng cách sử dụng một quá trình gọi là sự lắng đọng hơi hóa chất. lắng đọng hơi hóa chất, hoặc bệnh tim mạch, là một phương pháp có thể sản xuất graphene chất lượng tương đối cao, có khả năng trên một quy mô lớn. Quá trình CVD là hợp lý đơn giản, mặc dù một số thiết bị chuyên dụng là cần thiết, và để tạo ra graphene chất lượng tốt, điều quan trọng là phải tuân thủ nghiêm ngặt các hướng dẫn thiết lập liên quan đến khối lượng khí, áp suất, nhiệt độ, và thời gian thời gian.

Quá trình CVD

Đơn giản chỉ cần đặt, bệnh tim mạch là một cách để gửi tiền chất phản ứng khí lên trên chất nền. Cách CVD công trình là bằng cách kết hợp các phân tử khí (thường sử dụng khí tàu sân bay) trong buồng phản ứng, mà thường được đặt ở nhiệt độ môi trường xung quanh. Khi khí kết hợp tiếp xúc với các chất nền trong buồng phản ứng (được làm nóng), phản ứng xảy ra là tạo ra một bộ phim tài liệu trên bề mặt chất nền. Khí thải sau đó được bơm từ các buồng phản ứng. Nhiệt độ của bề mặt là một điều kiện chính mà xác định loại phản ứng sẽ xảy ra, vì vậy điều quan trọng là nhiệt độ chính xác.

Trong quá trình bệnh tim mạch, các chất nền thường được bao phủ một số lượng rất nhỏ, với tốc độ rất chậm, thường được mô tả trong micron độ dày mỗi giờ. Quá trình này tương tự như lắng đọng hơi vật lý (PVD), sự khác biệt duy nhất là tiền thân là những hợp chất rắn, chứ không phải là khí, và do đó quá trình này là hơi khác nhau. Các hợp chất rắn hoặc các hợp chất được / bị bay hơi, và sau đó được gửi lên trên chất nền qua ngưng tụ.

Những lợi ích của việc sử dụng CVD để gửi tài liệu lên trên chất nền được rằng chất lượng của vật liệu kết quả thường là rất cao. đặc điểm khác thường của lớp phủ CVD bao gồm imperviousness, độ tinh khiết cao, hạt mịn và tăng độ cứng hơn các phương pháp sơn phủ khác. Nó là một giải pháp chung cho các khoản tiền gửi của các bộ phim trong ngành công nghiệp bán dẫn, cũng như trong quang điện tử, do chi phí thấp tham gia so với độ tinh khiết cao của bộ phim tạo ra.

Mặc dù có một số định dạng khác nhau của bệnh tim mạch, hầu hết các quá trình hiện đại đi theo hai nhóm tách ra bởi áp suất vận hành lắng đọng hơi hóa học: LPCVD, và UHVCVD. LPCVD (áp suất tim mạch thấp) là thủ tục CVD thực hiện dưới áp lực tiểu khí quyển. áp thấp này giúp ngăn chặn các phản ứng không mong muốn và tạo độ dày đồng đều hơn của lớp phủ trên bề mặt. UHVCVD (siêu cao chân không CVD) là một quá trình mà CVD được thực hiện dưới áp suất khí quyển rất thấp; thường ở vùng 10-6 Pascals.

Những khó khăn để sử dụng CVD để tạo ra lớp phủ vật chất mà các chất thải khí các sản phẩm phụ của quá trình này thường rất độc hại. Điều này là do khí tiền thân được sử dụng phải có biến động cao để phản ứng với các chất nền, nhưng không phải như vậy dễ bay hơi mà nó là khó khăn để cung cấp chúng vào buồng phản ứng. Trong quá trình bệnh tim mạch, các chất độc hại của các sản phẩm được lấy ra khỏi buồng phản ứng của dòng khí được xử lý đúng cách.

Các quá trình cơ bản trong việc tạo ra CVD Graphene

CVD graphene được tạo ra trong hai bước, nhiệt phân tiền thân của một loại vật liệu để tạo ra cacbon, và sự hình thành của các cấu trúc carbon của graphene bằng cách sử dụng các nguyên tử carbon phân tách. Giai đoạn đầu tiên, nhiệt phân để phân tách các nguyên tử carbon, phải được thực hiện trên bề mặt của chất nền để ngăn ngừa sự kết tủa của các cụm carbon (muội) trong pha khí. Vấn đề ở đây là sự phân hủy nhiệt phân các tiền chất đòi hỏi mức cùng cực của nhiệt, và do đó chất xúc tác kim loại phải được sử dụng để làm giảm nhiệt độ phản ứng.

Giai đoạn thứ hai của việc tạo ra cấu trúc carbon ra khỏi các nguyên tử carbon phân tách, cũng đòi hỏi một mức độ rất cao của nhiệt (trên 2500 độ C mà không có một chất xúc tác), do đó, một chất xúc tác là bắt buộc ở giai đoạn này để làm giảm nhiệt độ cần thiết cho một phản ứng xảy ra vào khoảng 1000 độ C. Vấn đề với việc sử dụng chất xúc tác là bạn được giới thiệu một cách hiệu quả các hợp chất hơn vào buồng phản ứng, trong đó sẽ có ảnh hưởng đến các phản ứng bên trong buồng. Một trong những ảnh hưởng là cách các nguyên tử carbon hòa tan vào chất nhất định như Nickel trong giai đoạn làm mát.

Điều mà tất cả điều này có nghĩa là nó là cực kỳ quan trọng là quá trình CVD là rất nghiêm ngặt phối hợp, và điều khiển được đưa ra ở mọi giai đoạn của quá trình để đảm bảo rằng các phản ứng xảy ra có hiệu quả, và rằng chất lượng của graphene sản xuất là của thể đạt được cao nhất.

Các vấn đề liên kết với việc tạo ra CVD Graphene

Để tạo đơn lớp hoặc vài lớp graphene trên một chất nền, đầu tiên các nhà khoa học phải vượt qua những vấn đề lớn nhất với các phương pháp đã được quan sát thấy cho đến nay.

Vấn đề quan trọng đầu tiên là trong khi nó có thể tạo ra graphene chất lượng cao trên một bề mặt bằng cách sử bệnh tim mạch, sự tách biệt thành công hoặc tẩy da chết của graphene từ chất nền đã được một chút của một trở ngại. Lý do cho điều này là chủ yếu vì các mối quan hệ giữa graphene và chất nền đó là 'phát triển' trên vẫn chưa được hiểu đầy đủ, vì vậy nó không phải là dễ dàng để đạt được tách mà không làm hỏng cấu trúc của graphene hoặc ảnh hưởng đến các tính chất của vật liệu. Các kỹ thuật về làm thế nào để đạt được tách này khác nhau tùy thuộc vào loại chất nền được sử dụng. Thường thì các nhà khoa học có thể chọn để hòa tan các chất nền trong axit có hại, nhưng quá trình này thường ảnh hưởng đến chất lượng của graphene sản xuất, vì vậy phương pháp khác hiện đang được nghiên cứu.

Một phương pháp khác đã được nghiên cứu liên quan đến việc tạo ra các bệnh tim mạch graphene trên đồng (Cu) chất nền (trong ví dụ này, Cu được sử dụng như một chất xúc tác trong các phản ứng). Trong CVD một phản ứng xảy ra giữa các chất đồng và graphene mà tạo ra một mức độ cao của nén thủy tĩnh, khớp nối graphene với lớp nền. Nó đã được chứng minh là có thể, tuy nhiên, để xen một lớp oxit đồng (đó là cơ học và hóa học yếu) giữa graphene và chất nền đồng để giảm áp lực này và cho phép graphene để được gỡ bỏ khá dễ dàng (cũng có, trong này Ví dụ, các chất nền có thể được tái sử dụng).

Các nhà khoa học cũng đã được tìm vào sử dụng Poly (methyl methacrylate) (PMMA) là một polymer hỗ trợ để tạo điều kiện cho việc chuyển giao graphene lên trên một chất nền thay thế. Với phương pháp này, graphene là bao với PMMA, và các bề mặt trước đó được khắc. Sau đó, graphene phủ đủ mạnh để được chuyển sang chất nền khác mà không gây tổn hại vật chất. polyme hỗ trợ khác đã được thử nghiệm bao gồm băng nhiệt phát hành và PDMS (polydimetylsiloxan). Tuy nhiên, PMMA đã được chứng minh là có hiệu quả nhất trong việc truyền graphene không có thiệt hại quá mức.

Một rào cản lớn đang tạo ra một lớp hoàn toàn thống nhất của graphene trên chất nền. Đây là khó khăn để đạt được như sự năng động vận chuyển động của khí bị ảnh hưởng bởi sự khuếch tán và đối lưu, có nghĩa là các giá trị thay đổi trong không gian của một buồng phản ứng, lần lượt ảnh hưởng đến các phản ứng hóa học trên bề mặt. Ngoài ra, do động lực chất lỏng, có thể có một sự suy giảm của chất phản ứng của khí thời gian đạt đến tận hơn nữa của chất nền, có nghĩa là không có phản ứng sẽ xảy ra. Một số nhà khoa học đã báo cáo khắc phục vấn đề này bằng cách thay đổi nồng độ các khí và cũng bằng cách kết hợp các phương pháp sơn spin.

Giải pháp hiện tại và tiềm năng

Về việc khắc phục những vấn đề này, các nhà khoa học đã phát triển các kỹ thuật phức tạp hơn và hướng dẫn để làm theo để tạo ra chất lượng cao nhất của graphene có thể. Một kỹ thuật giới thiệu để giảm các tác động của những vấn đề này là bằng cách xử lý bề mặt trước khi phản ứng xảy ra. Một nền đồng có thể được xử lý hóa học để cho phép hoạt động xúc tác giảm, tăng kích thước hạt Cu và sắp xếp lại các hình thái bề mặt để tạo thuận lợi cho sự phát triển của lớp graphene có chứa khuyết điểm ít hơn.

Điểm này xử lý các bề mặt trước khi lắng là cái gì đó sẽ tiếp tục được nghiên cứu trong một thời gian dài, như chúng ta từ từ tìm hiểu làm thế nào để thay đổi cấu trúc của graphene cho phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Ví dụ, để cho phép graphene sẽ được sử dụng hiệu quả trong các chất siêu dẫn, doping phải được thực hiện trên các vật liệu để tạo ra một ban nhạc khoảng cách. Quá trình này có khả năng có thể là cái gì đó được thực hiện trên một chất nền trước khi lắng đọng xảy ra hơn là điều trị các nguyên liệu sau bệnh tim mạch.

---

- Liên quan Ấn phẩm -

Graphene - Nó là gì?

Properties Trong Graphene

Giá Of Graphene

Graphene Oxide là gì?

Giảm Graphene Oxide - Nó là gì? Làm thế nào là phạm Tạo?

Graphene & Graphite - Làm thế nào Họ so sánh?

Các ứng dụng Trong, Và sử dụng Đối với, Graphene

Graphene siêu tụ - Họ là gì?

Hãy cho chúng tôi những loại graphene bạn cần và chúng tôi sẽ sản xuất nó cho bạn. Kiến thức, kỹ năng, kinh nghiệm và trang thiết bị của chúng tôi có nghĩa là hầu hết các nhu cầu có thể được đáp ứng và trên bất kỳ quy mô - nghiên cứu, dòng thí điểm và công nghiệp.

VUI LÒNG LIÊN HỆ HOTLINE: 098 918 2955

CTY NAM Ý