Der Schichtwiderstand von CVD-Graphen hängt von mehreren Faktoren ab.
Zu diesen Faktoren gehören die Anzahl der Schichten und die spezifischen Bedingungen der Synthese.
Für einlagiges undotiertes Graphen beträgt der Schichtwiderstand etwa 6 kΩ.
Dies gilt für eine Transparenz von 98 %.
Bei der CVD-Synthese auf einem Kupfersubstrat kann der Schichtwiderstand jedoch bis zu 350 Ω/qm betragen.
Dies entspricht einer Transparenz von 90 %.
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.
Theoretisch sollte er jedoch konstant bleiben, wenn sich die Schichten unabhängig voneinander verhalten.
4 Schlüsselerkenntnisse über den Schichtwiderstand von CVD-Graphen
1. Einlagiges undotiertes Graphen
Die Referenz besagt, dass undotiertes einlagiges Graphen einen Schichtwiderstand von etwa 6 kΩ aufweist.
Dieser hohe Widerstand ist auf die intrinsischen Eigenschaften von einlagigem Graphen zurückzuführen.
Trotz seiner hervorragenden Leitfähigkeit weist es einen höheren Widerstand auf, wenn es als transparente Elektrode verwendet wird.
Dies ist auf seine atomare Dünnheit und die fehlende Dotierung zurückzuführen.
2. 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.
Damit eignet es sich für Anwendungen, die sowohl Leitfähigkeit als auch Transparenz erfordern, wie z. B. in Displays und Solarzellen.
3. 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 besteht).
In der Praxis können jedoch Wechselwirkungen zwischen den Schichten und andere Faktoren dieses Verhalten beeinflussen.
4. Vielseitigkeit von CVD-Graphen
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Schichtwiderstand von CVD-Graphen durch die Anzahl der Schichten und die Bedingungen der Synthese maßgeschneidert werden kann.
Die Werte reichen von 6 kΩ für einlagiges undotiertes Graphen bis zu 350 Ω/sq für CVD-Graphen auf einem Kupfersubstrat.
Diese Variabilität macht CVD-Graphen zu einem vielseitigen Material für verschiedene elektronische und optoelektronische Anwendungen.
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