Zu den besten Quellen für Graphen gehören vor allem Methangas und Kupferfolie, wobei Methan die beliebteste Kohlenstoffquelle für die Herstellung von Graphen ist und Kupferfolie das bevorzugte Substrat für die großtechnische Herstellung mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) darstellt.
Methangas als Kohlenstoffquelle:
Methan (CH4) ist die am häufigsten verwendete Kohlenstoffquelle für die Herstellung von Graphen. Es wird aufgrund seiner Verfügbarkeit und der Effizienz, mit der es Kohlenstoff für die Bildung von Graphenschichten liefern kann, bevorzugt. Während des CVD-Prozesses wird Methan bei hohen Temperaturen zersetzt, wobei Kohlenstoffatome freigesetzt werden, die sich auf einem Substrat ablagern und Graphen bilden. Methan spielt eine entscheidende Rolle, da es den für das Wachstum von Graphen erforderlichen Kohlenstoff liefert. Für den Prozess wird jedoch auch Wasserstoff benötigt, der dazu beiträgt, amorphen Kohlenstoff zu entfernen und die Qualität von Graphen zu verbessern. Das Gleichgewicht zwischen Methan und Wasserstoff ist von entscheidender Bedeutung; ein falsches Verhältnis kann zu einer Verschlechterung der Graphenqualität aufgrund übermäßiger Korrosion durch Wasserstoffatome führen.Kupferfolie im CVD-Verfahren:
Kupferfolie ist das Substrat der Wahl für die großtechnische Herstellung von Graphen mittels CVD. Bei dieser von Li et al. 2009 vorgestellten Methode wird Methan auf Kupferfolie zersetzt, um großflächige, gleichmäßige Graphenschichten zu erzeugen. Die Verwendung von Kupferfolie ist vorteilhaft, weil sie kostengünstig und leicht herzustellen ist und das Wachstum von hochwertigem Graphen mit minimalen Defekten ermöglicht. Das CVD-Verfahren auf Kupferfolie ist skalierbar und wurde für die industrielle Nutzung übernommen. Es ist in der Lage, Graphenfilme von praktisch unbegrenzter Länge herzustellen, was für die Deckung des wachsenden Bedarfs in verschiedenen Anwendungen unerlässlich ist.
Andere Überlegungen:
