La nueva tecnología puede producir grafeno sin arrugas

La tecnología CVD existente forma muchas arrugas durante el crecimiento del grafeno, lo que reduce en gran medida la conductividad térmica y la conductividad eléctrica del material de grafeno, lo que perjudica el rendimiento del dispositivo electrónico de grafeno. Recientemente, Zhongfan Liu y Hailin Peng del Centro de Nanoquímica de la Universidad de Pekín han desarrollado una nueva tecnología que puede producir grafeno de alta calidad a través de sustratos bien diseñados sin los molestos pliegues que a menudo se forman durante el crecimiento convencional. El material de grafeno ultrasuave que se cultiva con esta técnica tiene propiedades eléctricas mejoradas en gran medida en comparación con el grafeno plisado que se cultiva con métodos convencionales.

En teoría, los materiales de grafeno en bruto tienen las propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas más altas que se pueden utilizar para fabricar componentes electrónicos y ópticos rápidos y energéticamente eficientes. Sin embargo, en la práctica, es muy difícil cultivar una gran cantidad de grafeno súper suave de cristal único adecuado para dispositivos electrónicos de alto rendimiento. La tecnología CVD existente forma muchas arrugas durante el crecimiento del grafeno, lo que reduce en gran medida la conductividad térmica y la conductividad eléctrica del material de grafeno, lo que perjudica el rendimiento del dispositivo electrónico de grafeno.

Recientemente, Zhongfan Liu y Hailin Peng del Centro de Nanoquímica de la Universidad de Pekín han desarrollado una nueva tecnología que puede producir grafeno de alta calidad a través de sustratos bien diseñados sin los molestos pliegues que a menudo se forman durante el crecimiento convencional. . El material de grafeno ultrasuave que se cultiva con esta técnica tiene propiedades eléctricas mejoradas en gran medida en comparación con el grafeno plisado que se cultiva con métodos convencionales. Los resultados relevantes fueron publicados en la revista "ACSNano". (ACSNano 2017, DOI: 10.1021 / acsnano. 7b06196).

Las técnicas de CVD existentes suelen utilizar láminas de cobre como sustrato de crecimiento para formar grandes láminas de grafeno ultrafinas. Sin embargo, Hailin Peng, nanoquímica de la Universidad de Pekín, y sus colegas especularon que el desajuste en las propiedades del material entre los sustratos de crecimiento de grafeno y cobre podría causar arrugas de grafeno. El grafeno y el cobre (100), la forma cristalina del cobre que se usa comúnmente para cultivarlo, se expanden a diferentes velocidades a una temperatura determinada, provocando tensión mecánica y arrugas. Por lo tanto, Peng y sus colegas buscaron un sustrato de cobre con una mejor estructura cristalina. Ahora informan que el grafeno cultivado en la película de Cu (111) es muy suave. Más importante aún, su movilidad de electrones es una medida del movimiento de la corriente en el material, puede ser de hasta 11.000 cm² V-1s-1. Este es el nivel más alto alcanzado por el grafeno cultivado en grandes áreas utilizando métodos prácticos. El equipo utilizó una oblea de zafiro de 10 cm como soporte para hacer crecer una película de Cu (111) con una estructura cristalina adecuada. Una vez que se transfiere el grafeno, la oblea de cobre y zafiro se puede reutilizar. Peng dijo que este método puede ser compatible con la tecnología utilizada en la industria de los semiconductores. El siguiente paso es la fabricación. Dijo: "Estamos trabajando duro para lograr la producción en masa de este grafeno monocristalino sin arrugas".

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