Une nouvelle technologie de processus réduit le coût du graphène de 100 fois

La structure du graphène idéal est exclusivement constituée de cellules hexagonales. Cinq et heptagonale conduisent à des défauts de toutes sortes (Source: festa / Shutterstock.com) Une

équipe de scientifiques de l'Université de Glasgow a annoncé le développement d'une technologie pour produire de grandes feuilles de graphène, avec un prix de revient 100 fois inférieur à celui des autres procédés de fabrication modernes. La méthode la plus courante pour produire du graphène est basée sur le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), lorsque les réactifs gazeux, condensés, sont déposés sur un substrat spécial et forment un film de graphène.

Les chercheurs ont développé un processus similaire qui vous permet d'obtenir des feuilles de graphène de haute qualité avec un minimum de défauts sur une feuille de cuivre ordinaire. Ce matériau est largement utilisé et est utilisé pour créer des cathodes dans des batteries au lithium. La surface très lisse des feuilles de cuivre est un substrat presque idéal pour former des feuilles de graphène.

Les auteurs de la technologie ont constaté que les caractéristiques des transistors fabriqués en utilisant du graphène obtenu par la nouvelle technologie de processus sont meilleures que les caractéristiques d'éléments similaires avec du graphène fabriqué par l'ancienne technologie de processus. Il s'agit notamment de la conductivité électrique et des propriétés optiques.


Le processus de croissance des feuilles de graphène sur des surfaces de différents types. a - feuilles de cuivre utilisées dans le processus de fabrication standard; d - feuille de cuivre utilisée dans le nouveau processus de fabrication. b, e - image de surface de deux types de feuille de cuivre obtenue au microscope électronique; c, f - "flocons" de graphène sur deux surfaces différentes, l'image a été obtenue à l'aide d'un microscope électronique. La densité et la forme des «flocons» de graphène varient.

«Les feuilles de cuivre disponibles que nous avons utilisées dans notre processus de fabrication coûtent environ 1 $ par mètre carré, tandis que les feuilles de cuivre spéciales utilisées pour produire du graphène en utilisant une ancienne technologie coûtent environ 115 $ par mètre carré. Il s'agit d'un matériau beaucoup plus cher, qui nécessite souvent une préparation spéciale avant utilisation », explique le Dr Ravinder Dahia, l'un des auteurs de l'idée.


a, b - images de surface d'une feuille de cuivre ultra-lisse utilisée dans la nouvelle technologie de procédé, partiellement recouverte de «flocons» de graphène. c est la topographie de surface de la couche de graphène obtenue sur une feuille de cuivre ultra lisse. Photos prises au microscope électronique

"Notre technique nous permet d'obtenir du graphène de haute qualité à faible coût, ce qui nous permet de faire un pas en avant en termes de création de nouveaux appareils électroniques qui peuvent être appliqués dans de nombreux domaines - des villes intelligentes aux soins de santé mobiles", a poursuivi le scientifique.


a est une représentation schématique d'un transistor graphène. b, c - photographies de transistors en graphène, avec du graphène obtenu par la nouvelle technologie de procédé (b) et du graphène obtenu par l'ancienne technologie de procédé (c). d, e - graphiques montrant la conductivité de six transistors différents, avec du graphène obtenu par différentes méthodes (d - feuilles de cuivre standard, e - lisse), f - effet de champ de la mobilité de 10 transistors différents, avec du graphène "ordinaire" et du graphène fabriqués par nouvelle technologie de processus.

Selon l'expert, le graphène peut également être utilisé en prothèse, procurant la conductivité des membres artificiels. Cela vous permet de créer des prothèses avec la fonction tactile, c'est-à-dire qu'une personne avec une telle prothèse peut sentir le toucher sur différents types de surfaces.


Réponse électro-optique de condensateurs de graphène flexibles, utilisant du graphène et du graphène "ordinaires", créés par une nouvelle technologie de processus. La surface du condensateur est d'environ 400 cm2.

Bien sûr, il existe d'autres façons d'obtenir du graphène, dont certaines sont assez inhabituelles. Par exemple, l'une de ces méthodes consiste à utiliser un mélangeur à grande vitesse et du liquide vaisselle Fairy. Cette technologie utilise un mélangeur Kenwood BL370.


Bien sûr, le résultat est des flocons de graphène séparés, pas des feuilles, mais la simplicité de la méthode est surprenante.

En janvier de cette année, une méthode peu coûteuse de production de graphène a déclaré des chercheurs néerlandais dirigés par Zhu Shouenem. Ici, nous parlons d'obtenir des fragments millimétriques de graphène. Pour obtenir du graphène d'une nouvelle manière, un mélange d'hydrogène, de méthane et d'argon est appliqué sur une feuille de cuivre à une température de 1000 degrés Celsius. Le produit de la réaction est du carbone pur d'un atome d'épaisseur recouvrant une feuille de cuivre.

Source: https://habr.com/ru/post/fr386893/