CVD-Graphen oder Graphen aus der chemischen Gasphasenabscheidung ist ein Material, das in der Regel nur eine Atomschicht dick ist.
Diese Schicht hat eine Dicke von etwa 0,34 Nanometern.
CVD-Graphen wird als eine einzige Schicht aus Kohlenstoffatomen hergestellt, die in einer hexagonalen Gitterstruktur angeordnet sind.
Das Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) ermöglicht das Wachstum dieses Materials auf verschiedenen Substraten.
Kupfer eignet sich besonders gut für die Herstellung großflächiger, gleichmäßiger einlagiger Graphenschichten.
5 wichtige Punkte erklärt
1. Einschichtige Natur
Der einschichtige Charakter von CVD-Graphen ist entscheidend für seine einzigartigen Eigenschaften.
Zu diesen Eigenschaften gehören hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, Flexibilität und optische Transparenz.
2. CVD-Verfahren
Beim CVD-Verfahren werden Kohlenstoffatome aus einer Gasphase auf ein Substrat abgeschieden.
Dadurch entsteht ein kontinuierlicher Graphenfilm.
Die Gleichmäßigkeit und die Dicke der Graphenschicht sind entscheidend für ihre Leistung in verschiedenen Anwendungen.
3. Gleichmäßigkeit und Fortschritte
In manchen Fällen ist CVD-Graphen nicht vollkommen gleichmäßig, was zu einer Mischung aus einlagigen und mehrlagigen Bereichen (Polygraphen) führt.
Fortschritte bei den CVD-Techniken, wie die Verwendung von Kupfersubstraten und die präzise Steuerung der Abkühlungsrate, haben die Herstellung von einheitlichem einlagigem Graphen verbessert.
So wurde beispielsweise in einer 2009 veröffentlichten Studie die Herstellung großflächiger Graphenfilme auf Kupferfolien nachgewiesen, die überwiegend einlagig waren und weniger als 5 % Doppel- oder Dreifachschichten aufwiesen.
4. Elektrische Eigenschaften
Die Dicke von CVD-Graphen ist auch für seine elektrischen Eigenschaften von Bedeutung.
So beträgt der Schichtwiderstand von undotiertem Graphen etwa 6 kΩ bei 98 % Transparenz für eine einzelne Schicht.
Bei der CVD-Synthese auf Kupfer kann der Schichtwiderstand bis zu 350 Ω/sq bei 90 % Transparenz betragen.
Dies zeigt das Potenzial von CVD-Graphen für die Verwendung in transparenten leitfähigen Schichten.
5. Anwendungen und Zukunft
Die Dicke der Graphenschicht wirkt sich direkt auf den Schichtwiderstand aus, wobei jede zusätzliche Schicht den Widerstand verringert.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass CVD-Graphen in der Regel nur eine einzige Atomlage dick ist, etwa 0,34 nm, und dass seine Herstellung eine sorgfältige Kontrolle des CVD-Prozesses erfordert, um Gleichmäßigkeit und Qualität zu gewährleisten.
Die Dicke von CVD-Graphen ist von grundlegender Bedeutung für seine Eigenschaften und Leistung in verschiedenen Anwendungen.
Die Fortschritte bei den CVD-Verfahren verbessern die Konsistenz und Qualität des Materials weiter.
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