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1分钟了解CVD法制备石墨烯(铜箔衬底)的制备过程
发布时间:2020-07-14     作者:zhn   分享到:

1分钟了解CVD法制备石墨烯(铜箔衬底)的制备过程


西安齐岳生物科技有限公司提供铜基石墨烯采用化学气相沉积法(CVD),在超高纯铜箔表面通过高温化学反应,沉积不同原子层厚度的石墨烯薄膜。经加工后可应用于不同的应用产品上,本文主要介绍一下CVD法制备的工艺流程


CVD生长石墨烯主要包括两个路径,一个路径是“直接生长”,催化裂解出来的碳原子直接在催化剂表面成核、进而生长成石墨烯薄膜;

另一个路径则是“迂回生长”,催化裂解的表面碳原子渗透进入体相溶解后,再在表面析出,成核生长形成石墨烯薄膜。两个平行生长路径的贡献,取决于金属催化剂的溶碳能力、金属碳化物的生成及其在生长温度下的化学稳定性。


CVD法制备石墨烯的基本过程是:

把基底金属箔片放入炉中,通入氢气和氩气或者氮气保护加热至1000℃左右,稳定温度,保持20min左右;然后停止通入保护气体,改通入碳源(如甲烷)气体,大约30min,反应完成;切断电源,关闭甲烷气体,再通入保护气体排净甲烷气体,在保护气体的环境下直至管子冷却到室温,取出金属箔片,得到金属箔片上的石墨烯。下图为石墨烯的制备过程。

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衬底是生长石墨烯的重要条件。目前发现的可以用作石墨烯制备的衬底金属有8~10个过渡金属(如FeRuCoRhIrNiPdPtCuAu),和合金(如Co-NiAu-NiNi-Mo,不锈钢)。过渡金属在石墨烯的CVD生长过程中既作为生长基底,也起催化作用。

 

提供一种以铜箔上石墨烯的生长为例生长石墨烯薄膜的过程,主要包括以下三个步骤:

碳前驱体的分解

C的气体在铜箔表面的分解为例,CH4分子吸附在金属基体表面,在高温下C-H键断裂,产生各种碳碎片CHx。该过程中的脱氢反应与生长基体的催化活性有关,由于金属铜的活泼性不太强,对甲烷的催化脱氢过程是强吸热反应,完全脱氢产生碳原子的能垒很高,因此,甲烷分子的裂解不完全。

石墨烯形核阶段

甲烷分子脱氢之后,在铜表面的碳物种相互聚集,生成新的C-C键、团簇,开始成核形成石墨烯团簇。碳原子容易在金属缺陷位置(如金属台阶)形核,因为缺陷处的金属原子配位数低,活性较高。

石墨烯逐渐长大过程

随着铜表面上石墨烯形核数量的增加,之后产生的碳原子或团簇不断附着到成核位置,使石墨烯晶核逐渐长大直至相互“缝合”,连接成连续的石墨烯薄膜。

 

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西安齐岳生物提供多种基底石墨烯定制化服务

(1)层数可定制:

实现单层、双层、多层等**石墨烯定制合成服务

(2) 多种基底石墨烯定制化服务:

为客户提供多种基底石墨烯,如 PDMS、玻璃、石英、云母、硅片、二氧化硅等石墨烯转移服务。

(3) 特殊方法石墨烯定制化服务:如掺杂石墨烯、SiC超高载流子迁移率石墨烯定制化服务。

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多种基底转移石墨烯

石墨烯  单层CVD石墨烯 (石英基底) 1cm*2cm

石墨烯 CVD铜基单层石墨烯(10cm*10cm)

石墨烯 CVD铜基单层石墨烯(10cm*20cm)

石墨烯 单层CVD石墨烯 (/二氧化硅基底) 1cm*2cm

石墨烯 单层CVD石墨烯 (/二氧化硅基底) 2cm*2cm

石墨烯 单层CVD石墨烯--PET基底1cm*1cm

石墨烯 单层CVD石墨烯--PET基底2cm*2cm

石墨烯 单层CVD石墨烯--Si/SiO2基底 (1cm*1cm)

石墨烯 单层CVD石墨烯--玻璃基底1cm*1cm

石墨烯 单层CVD石墨烯--玻璃基底1cm*2cm

石墨烯 单层CVD石墨烯--玻璃基底2cm*2cm

石墨烯 单层CVD石墨烯--蓝宝石基底1cm*1cm

石墨烯 单层CVD石墨烯--石英基底1cm*1cm

石墨烯 硅片基底石墨烯膜Graphene on Si (尺寸定制)

石墨烯 铜基单层石墨烯-5cm*10cm

石墨烯 铜基多层石墨烯 5cm*10cm

石墨烯 铜基多层石墨烯 10cm*20cm

石墨烯 铜基多层石墨烯10cm*10cm

石墨烯,镍基多层石墨烯薄膜 (5cm*10cm)

基于SiO2/Si晶片的双层CVD石墨烯薄膜

硅基底石墨烯薄膜(1*1cm)

PET基底石墨烯薄膜(1*1cm

紫铜基石墨烯薄膜(1*1cm)

铜基石墨烯薄膜(10*10cm)

铜基石墨烯薄膜(5*5cm)

 

铜基多层石墨烯

石墨烯 铜基单层石墨烯-5cm*10cm

石墨烯 铜基多层石墨烯 5cm*10cm

石墨烯 铜基多层石墨烯10cm*10cm

石墨烯 自支撑三维石墨烯(已去镍)超轻 (1cm*1cm)

石墨烯线 镀石墨烯单晶铜线(每米)

镍基多层石墨烯

石墨烯,镍基多层石墨烯薄膜 (5cm*10cm)

石墨烯 泡沫镍三维石墨烯 CVD石墨烯 (5*10cm

石墨烯 三维石墨烯 泡沫铜三维石墨烯5cm*10cm

石墨烯 自支撑三维石墨烯(已去镍)超轻 (1cm*1cm)

 

石墨烯薄膜:

单面生长铜基底石墨烯

“泡-取”式石墨烯

悬空自助转移单层石墨烯

石英基底石墨烯

PET基底石墨烯

蓝宝石基底石墨烯

镍泡沫基底石墨烯

自助转移镍泡沫石墨烯

铜基底石墨烯

氧化硅片基底石墨烯

石墨烯纳米银线复合柔性透明导电膜

以上资料源于西安生物科技有限公司,提供更多CVD-石墨烯的定制化服务产品。


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