Die Dicke von CVD-Graphen ist in der Regel eine einzelne Atomlage, etwa 0,34 nm. Dies liegt daran, dass CVD-Graphen als einzelne Schicht von Kohlenstoffatomen hergestellt wird, die in einer hexagonalen Gitterstruktur angeordnet sind. Das Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) ermöglicht das Wachstum dieses Materials auf verschiedenen Substraten, wobei sich Kupfer besonders gut für die Herstellung großflächiger, gleichmäßiger einschichtiger Graphenfilme eignet.
Die Einschichtigkeit von CVD-Graphen ist ausschlaggebend für seine einzigartigen Eigenschaften, wie hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit, Flexibilität und optische Transparenz. Bei dem CVD-Verfahren werden Kohlenstoffatome aus einer Gasphase auf ein Substrat abgeschieden, wo sie einen kontinuierlichen Film bilden. Die Gleichmäßigkeit und Dicke der Graphenschicht sind entscheidend für ihre Leistung in verschiedenen Anwendungen, darunter Elektronik und transparente leitfähige Filme.
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 Abkühlgeschwindigkeit, haben jedoch die Herstellung von einheitlichem einlagigem Graphen verbessert. So wurde in einer Studie aus dem Jahr 2009 die Herstellung großflächiger Graphenfilme auf Kupferfolien nachgewiesen, die überwiegend einlagig waren und weniger als 5 % Doppel- oder Dreifachschichten aufwiesen.
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, was auf das Potenzial von CVD-Graphen für die Verwendung in transparenten leitfähigen Schichten hinweist. Die Dicke des Graphenfilms wirkt sich direkt auf seinen 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 seine Leistung in verschiedenen Anwendungen, und die Fortschritte bei den CVD-Techniken führen zu einer kontinuierlichen Verbesserung der Konsistenz und Qualität des Materials.
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