Nieuwe elektronische apparaten zoals touchscreens, flexibele displays, printbare elektronica, fotovoltaïsche energie of solid-state verlichting hebben geleid tot een snelle toename van de marktgroei van flexibele, transparante elektrische geleiders. Onze lezers weten al dat ITO (indiumtinoxide) allang geen oplossing meer is. Ook dat de vraag naar grafeen als ITO-vervanger de afgelopen jaren sterk is gestegen. Recente ontwikkelingen in de synthese en karakterisering van grafeen laten zien dat het voor veel elektronische toepassingen interessant is als transparante geleider.
Grafeen productiemethoden
Omdat grafeen op dit gebied zijn nut heeft bewezen, wordt er gezocht naar steeds meer schaalbare mogelijkheden van een hoogwaardige en tegelijkertijd goedkope productiemethode. De volgende tabel geeft een overzicht van de belangrijkste synthesemethoden voor grafeen tot nu toe.| Synthesemethode| Principe| |----|----| | Mechanische exfoliatie | Pel met behulp van een kleeffilm de bovenste laag van een grafietkristal af en breng deze over op een geschikte drager| | Chemische exfoliatie | Door intercalatie van geschikte reagentia tussen individuele lagen van een grafietkristal, worden grafeenvlokken in oplossing verkregen met behulp van ultrasone behandeling | | Reductie van grafeenoxide| Exfoliatie van grafietoxide in water tot grafeenoxide, gevolgd door chemische reductie om zuurstofhoudende groepen te verwijderen| | Epitaxiale groei op siliciumcarbide| Thermische ontleding van een siliciumcarbide kristal bij ca. 1000 graden C.| | Mixed Gas Phase Isolation (CVD)| Katalytische ontleding van een gasvormige koolstofbron (bv. methaan) tot grafeenmonolagen op een metalen drager (Cu of Ni)|
CVD Grafeen
Trouwens, CVD (chemische dampafzetting) is een van de meest interessante methoden voor grafeensynthese (zie onderstaande tabel) omdat het bijna perfect grafeen produceert.| Grafeen Materiaal| Elektr. Factor| Transparantie| |----|----|----| | CVD-G|280 Ω/m²| 80%| | CVD-G|350 Ω/sq|90%| | CVD-G|700 Ω/sq|80%|Bij deze synthesemethode was de resulterende transparantie met lage elektrische weerstand vrij hoog (80%).
