Graphen wird hauptsächlich durch ein Verfahren namens chemische Gasphasenabscheidung (CVD) hergestellt.
Bei diesem Verfahren werden Graphenschichten auf Metallsubstraten, insbesondere auf Übergangsmetallen wie Nickel und Kupfer, aufgewachsen.
Das CVD-Verfahren ermöglicht die Herstellung hochwertiger, großflächiger Graphenschichten, die sich für verschiedene Anwendungen eignen.
Die 5 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Vorbereitung des Metallsubstrats
Das Verfahren beginnt mit der Auswahl eines geeigneten Metallsubstrats, wie Nickel oder Kupfer.
Diese Metalle werden gewählt, weil sie die Diffusion und Abscheidung von Kohlenstoffatomen, den Bausteinen von Graphen, erleichtern können.
2. Kohlenstoffquelle Einführung
Ein kohlenstoffhaltiges Gas, in der Regel Methan, wird in die Reaktionskammer eingeleitet.
Das Gas zersetzt sich bei hohen Temperaturen, wobei Kohlenstoffatome freigesetzt werden.
3. Wachstum von Graphen
Die Kohlenstoffatome diffundieren bei hohen Temperaturen in das Metallsubstrat und scheiden sich dann beim Abkühlen als Graphen auf der Metalloberfläche ab.
Dieser Schritt ist entscheidend für die Bildung von Graphenschichten.
4. Abkühlung und Ausfällung
Wenn die Temperatur sinkt, wandern die Kohlenstoffatome an die Oberfläche des Metalls und bilden eine Graphenschicht.
Die Qualität und Gleichmäßigkeit des Graphens hängen von der Abkühlungsgeschwindigkeit und der Reinheit des Metallsubstrats ab.
5. Übertragung oder direkte Verwendung
Je nach Anwendung kann das Graphen auf ein anderes Substrat übertragen oder direkt auf der Metallfolie verwendet werden.
Dieser Schritt erfordert eine sorgfältige Handhabung, um das Einbringen von Defekten oder Verunreinigungen zu vermeiden.
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