Der Schichtwiderstand von CVD-Graphen variiert je nach Anzahl der Schichten und den spezifischen Bedingungen der Synthese. Für einlagiges undotiertes Graphen beträgt der Schichtwiderstand etwa 6 kΩ bei 98 % Transparenz. Bei der CVD-Synthese auf einem Kupfersubstrat kann der Schichtwiderstand jedoch bis zu 350 Ω/sq bei 90 % Transparenz betragen. Diese Verbesserung des Verhältnisses zwischen Transparenz und Schichtwiderstand verdeutlicht die Fortschritte bei CVD-Graphen für die Verwendung als transparente leitfähige Schichten. Je mehr Graphenschichten hinzugefügt werden, desto geringer wird im Allgemeinen der Schichtwiderstand, obwohl er theoretisch konstant bleiben sollte, wenn sich die Schichten unabhängig voneinander verhalten.
Erläuterung:
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Einlagiges undotiertes Graphen: In der Referenz heißt es, dass undotiertes einlagiges Graphen einen Schichtwiderstand von etwa 6 kΩ aufweist. Dieser hohe Widerstand ist auf die intrinsischen Eigenschaften von einlagigem Graphen zurückzuführen, das trotz seiner ausgezeichneten Leitfähigkeit einen höheren Widerstand aufweist, wenn es als transparente Elektrode verwendet wird, da es atomar dünn ist und nicht dotiert wurde.
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CVD-Graphen auf Kupfersubstrat: Wenn Graphen durch CVD auf einem Kupfersubstrat gezüchtet wird, sinkt der Schichtwiderstand deutlich auf 350 Ω/sq. Diese Verringerung wird auf die optimierten Wachstumsbedingungen und die Verwendung eines Substrats zurückgeführt, das eine bessere Graphenbildung ermöglicht. Die Transparenz von 90 %, die bei diesem geringeren Widerstand erhalten bleibt, ist eine erhebliche Verbesserung und eignet sich für Anwendungen, die sowohl Leitfähigkeit als auch Transparenz erfordern, wie z. B. in Displays und Solarzellen.
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Wirkung der Schichten: Der Schichtwiderstand von Graphen nimmt mit der Anzahl der Schichten ab. Dies liegt daran, dass jede zusätzliche Schicht mehr leitende Pfade bietet, wodurch der Gesamtwiderstand sinkt. Theoretisch sollte der Schichtwiderstand unabhängig von der Anzahl der Schichten konstant bleiben, wenn die Schichten unabhängig voneinander sind (d. h. keine nennenswerte Wechselwirkung zwischen ihnen besteht), da jede Schicht gleichermaßen zur Leitfähigkeit beiträgt. In der Praxis können jedoch Wechselwirkungen zwischen den Schichten und andere Faktoren dieses Verhalten beeinflussen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Schichtwiderstand von CVD-Graphen durch die Anzahl der Schichten und die Bedingungen der Synthese maßgeschneidert werden kann, wobei die Werte von 6 kΩ für einlagiges undotiertes Graphen bis zu 350 Ω/sq für CVD-Graphen auf einem Kupfersubstrat reichen. Diese Variabilität macht CVD-Graphen zu einem vielseitigen Material für verschiedene elektronische und optoelektronische Anwendungen.
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