Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Получение графеновых пленок большой площади

27.07.2016 Hi-tech

Графены, владеющие электропроводностью и рекордной теплопроводностью, и повышенной механической и термической стабильностью, имеют большие возможности применения в наноэлектронике, наноэлектромеханике и при создании новых материалов с улучшенными механическими чертями. Для реализации этих возможностей нужно создать достаточно качественные и технологичные способы получения графенов заданной структуры в макроскопических количествах

Среди самый распространенных способов ответа данной задачи следует прежде всего упомянуть химический подход, включающий в себя окисление графита, его последующую эксфолиацию (отделение слоев друг от друга) и химическое восстановление взятых слоев до графенов посредством, к примеру, гидразина.

Другой подход основан на применении химического осаждения паров (CVD), обширно используемого для получения углеродных нанотрубок. В соответствии с этому подходу, графены растут в следствии термического разложения углеродсодержащих газообразных соединений на поверхности железного катализатора. Сравнительно не так давно группе во главе с одним из основоположников наноуглеродной науки проф.Получение графеновых пленок большой площади

M.Dresselhaus из Massachusetts Institute of Technology (США) [1] удалось, применяя CVD, взять слои графенов площадью порядка 6 см2.

В качестве катализатора применяли поликристаллическую пленку Ni толщиной порядка 500 нм, нанесенную на подложку SiO2/Si, которую нагревали до температуры 900°C и в течение 20 мин отжигали в потоке H2 и Ar (400 и 600 см3/мин, соответственно). Это приводило к изменению микроструктуры никелевой пленки с образованием зернистой структуры.

Подготовленную так подложку в течение 5 мин обжигали при 1000оС в токе H2 + CH4 (скорость 1400 см3/мин) при содержании метана пара десятых процента, что сопровождалось термокаталитическим разложением метана и диффузией атомов углерода вовнутрь никелевых зерен. В следствии последующего охлаждения подложки до 500оC в потоке Ar + H2 на ней образовывалась графеновая пленка.

Наблюдения, выполненные посредством просвечивающего электронного микроскопа, продемонстрировали, что параметры взятых графеновых пленок значительно зависят от сочетания трех факторов: размера зерен Ni катализатора, содержания метана в рабочей газовой смеси, скорости охлаждения примера по окончании проведения CVD процедуры. Так, при довольно высоком содержании метана (0.7  процентов) образуются в основном графены, которые содержат более двух слоев.

При умеренном содержании метана (0.5 – 0.6 процентов) и довольно низких скоростях охлаждения примера (dT/dt25°C/мин) часть одно- и двухслойных графенов оказывается высокой (около 87 процентов). Площадь графеновой пленки определяется площадью подложки, покрытой никелевой пленкой, и в данном опыте достигало 6 см2. без сомнений, площадь возможно легко расширить при применении более больших подложек.

В этом случае, в соответствии с измерениям, выполненным посредством ядерного силового микроскопа, характерная высота однослойных и двухслойных графеновых страниц составила 0.72 и 1.16 нм, соответственно. Удельное электрическое сопротивление пленок, взятых при высоком и умеренном содержании метана, измеренное четырехконтактным способом, составило ~ (0.5 – 1) кО/см2 и (3 – 5) кО/см2, соответственно. Так, обрисованная работа показала возможность получения проводящих пленок громадной площади, состоящих в основном из однослойных и двухслойных страниц графена.

А. Елецкий

  • 1. A.Reina et al., Nano Research 2, 509 (2009)

Случайные записи:

Магний-графеновый автомобильный аккумулятор


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,