石墨烯的独特性质吸引了大量的研究关注。在世界各地的团队正在努力开发潜在的应用材料,从航空航天、照明和能源电子和光学设备。本文讨论了四个制造技术和石墨烯的三个潜在的应用。
的制备方法是化学气相沉积(CVD)、升华在碳化硅(SiC),液相剥离,和机械剥落。三个潜在的应用考虑石墨烯电池、光学晶体管、光电探测器。
机械剥离
机械剥离原技术用于制造纯单层石墨烯获得诺贝尔奖的研究由海姆和诺沃肖洛夫曼彻斯特大学。
他们的技术是用透明胶带撕从样品的石墨层,直到只剩下一层衬底。虽然这种方法生产高纯度和高质量的石墨烯,很难有效规模工业生产,和没有能力生产石墨烯比约100µm。
液相剥离
液相剥离产生悬浮石墨烯片的溶剂,可沉积在衬底之上,或与其他化学物质混合赋予不同的功能。
这种类型的石墨烯电池通常用于应用程序,但包括各种物理和化学处理步骤,包括石墨烯的氧化石墨和随后的还原氧化石墨烯。
这些额外的处理步骤导致低质量的石墨烯与其他技术相比。然而,液体剥离规模对工业生产,生产石墨烯的质量是足够的对于某些应用程序。
在碳化硅和CVD方法升华
升华的碳原子从一个碳化硅(SiC)衬底产生高质量的石墨烯薄膜,但高昂的成本和有限的衬底的大小是这种方法的主要缺点。
CVD生长提供了一个很好的妥协的成本、规模、质量和电影。这种技术是一个化学过程,发生在一个真空炉,并产生一致的,薄的石墨烯层表到几米长。
石墨烯薄膜生长薄铜等金属基板,然后蚀刻掉将石墨烯转移到其他应用程序所需的基质。
CVD过程是多才多艺的,现在已经成为最广泛使用的石墨烯薄膜的制备技术。图1显示了CVD氧化硅/硅衬底上生长石墨烯。
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图1所示。CVD氧化硅/硅衬底上生长石墨烯
石墨烯的应用
石墨烯吸收光线均匀的电磁波谱,从可见到微波范围和太赫兹。吸收低至2.3%,这是由于电影的瘦。
电子在石墨烯一直兴奋到一个更高的能量状态通过吸收入射光,优先将它们的能量转移到邻近的电子,而非辐射光子。这有效地增加每个光子的“可用性”——未来的光伏电池和光电探测器的关键能力。
另一个潜在的先进石墨烯的应用是使用表面等离子体激元在超高速光学晶体管。表面等离子体激元光波紧紧局限于导体表面,如石墨烯。
光传播的正常速度在进行表面——这意味着晶体管基于等离子体而不是电子将会非常快。
初步研究表明,石墨烯可以开关表面等离子体激元的传播和电子控制,像一个标准的晶体管。虽然这是早期研究,Graphenea开门的贡献为石墨烯认真考虑作为一个潜在的平台。
石墨烯还拥有潜在的能量储存的目的。50-µm厚电池使用石墨烯阴极和阳极锂。这电池是灵活的,超级电容器的能量密度范围内,远高于薄的锂电池
结论
石墨烯可以试用极大地改变未来的技术,但需要更多的努力,实现商业成功。Graphenea扮演重要角色在基本和基于应用程序的研究。
关于Graphenea
Graphenea是主要的工业和研究石墨烯生产商的需求。Graphenea已经开发了一个领先的合成和转移过程获得高均匀性单层石墨烯薄膜衬底。
这些信息已经采购,审核并改编自Graphenea提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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