Die vollständige Form von CVD-Graphen ist Chemical Vapor Deposition Graphene.
Dieser Begriff bezieht sich auf eine spezielle Methode zur Herstellung von Graphen, einer ein Atom dicken Schicht aus Kohlenstoffatomen, die in einer hexagonalen Gitterstruktur angeordnet sind.
CVD-Graphen zeichnet sich durch seine hohe Qualität und sein Potenzial für die Produktion in großem Maßstab aus, was es für verschiedene Anwendungen wie Elektronik und Verbundwerkstoffe besonders nützlich macht.
Was ist CVD-Graphen? (5 Schlüsselpunkte erklärt)
1. Produktionsmethode (Chemische Gasphasenabscheidung)
Beim CVD-Verfahren werden gasförmige Reaktanten auf einem Substrat, in der Regel einer metallischen Oberfläche wie Kupfer, Platin oder Iridium, abgeschieden.
Die Gase reagieren bei hohen Temperaturen in Gegenwart eines Metallkatalysators, der nicht nur die Zersetzung der Kohlenstoffspezies katalysiert, sondern auch eine Oberfläche für die Keimbildung des Graphen-Gitters bietet.
Diese Methode ermöglicht das Wachstum von Graphenschichten, die später vom Metallsubstrat getrennt und auf andere benötigte Substrate übertragen werden können.
2. Anwendungen in Verbundwerkstoffen
CVD-Graphen wird bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen verwendet, insbesondere zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit von Polymeren.
Diese Verbesserung macht diese Verbundwerkstoffe ideal für Dünnschichtbeschichtungen und Sensoranwendungen, bei denen eine hohe Wärmeleitfähigkeit entscheidend ist.
3. Anwendungen in der Elektronik
CVD-Graphen wird in der Elektronikindustrie aufgrund seiner überlegenen elektrischen Leitfähigkeit und seines geringen Widerstandes sehr geschätzt.
Es wird in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet, darunter Dünnschichten, Supraleiter und optische Anzeigen, wo seine einzigartigen Eigenschaften die Leistung der Geräte erheblich verbessern können.
4. Klassifizierung anhand der Kohlenstoffquelle
Für das CVD-Verfahren können verschiedene Kohlenstoffquellen verwendet werden, darunter gasförmige, flüssige und feste Verbindungen.
Die Wahl des Vorläufers (wie Hexachlorbenzol, Acetylen, Methan oder Ethylen) und die Reaktionsbedingungen (Temperatur, Druck) können die Qualität und die Eigenschaften des entstehenden Graphens beeinflussen.
Die Verwendung fester Ausgangsstoffe ermöglicht eine Zersetzung bei niedrigeren Temperaturen, was für die CVD bei Atmosphärendruck geeignet ist.
5. Herausforderungen bei der Kommerzialisierung
Trotz seines Potenzials steht die Kommerzialisierung von CVD-gewachsenem Graphen vor Herausforderungen im Zusammenhang mit metallischen Verunreinigungen und Defekten während der Produktion und des Transfers.
Viele Unternehmen investieren stark in die Überwindung dieser Herausforderungen, um das Ziel einer kostengünstigen, reinen und einschichtigen Graphenproduktion zu erreichen.
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