Grafeen is het nieuwe wondermateriaal voor flexibele elektronica met een groot oppervlak. Bijzonder hard en veerkrachtig, omdat het een chemisch familielid is van diamanten, steenkool of het grafiet van potloodlood - alleen beter, omdat het elektriciteit en warmte extreem goed geleidt en extreem flexibel is. Bovendien is het met slechts één atoomlaag een van de dunste materialen in het universum - minder dan een miljoenste van een millimeter dik. En daardoor geschikt voor tal van mogelijke toepassingen.
Chemische dampafzetting (CVD) proces
Er is echter vaak nog een gebrek aan bewezen productieprocessen voor deze toepassing. Er zijn echter al verschillende methoden voor de grootschalige synthese van grafeen. Chemische dampafzetting is veelbelovend gebleken. Het uitgangsmateriaal, koolstofhoudend gas (zogenaamde precursoren), wordt over een substraat geleid en chemisch afgebroken, waarbij grafeen wordt afgezet als een vastestoffilm, d.w.z. een nieuwe laag wordt gevormd.
De zogenaamde voorlopers worden meestal thermisch gedemonteerd. Door het substraat te verwarmen. Dit leidt echter tot de beperking dat het een substraat moet zijn dat bestand is tegen de warmtebelasting. Er zijn nu echter verschillende varianten van de CVD-procedure om deze negatieve effecten te verminderen.
Gemeenschappelijke CVD-methoden
Hier is een kort overzicht van de gebruikelijke CVD-methoden.
- APCVD: Atmosferische druk CVD. Hier is de typische werktemperatuur 400-1300 °C
- LPCVD: Lage druk CVD. Hier is de typische werktemperatuur 500-1000 °C
- PECVD: Plasma Enhanced CVD. Hier is de typische werktemperatuur 200-500 °C
- ALD: Atomic Layer afzetting. Een cyclisch proces dat het gemakkelijker maakt om een exacte laagdikte te bereiken vanwege de verschillende cycli.
- HFCVD-procedure. Hier is de typische werktemperatuur 150-1100 °C
Chemische dampafzetting (CVD) is nog steeds de meest effectieve manier om grafeen te produceren. Nog steeds niet 100 procent optimaal. Daarom worden verschillende CVD-methoden verder ontwikkeld om het proces te verbeteren en betrouwbare grootschalige productie mogelijk te maken.
