グラフェンは、大面積フレキシブルエレクトロニクスの新しい不思議な材料です。それはダイヤモンド、石炭または鉛筆の芯のグラファイトの化学的親戚であるので、特に硬くて弾力性があります - それは電気と熱を非常によく伝導しそして非常に柔軟であるのでより良いだけです。さらに、原子層が1つしかないため、宇宙で最も薄い材料の1つであり、厚さは100万分の1ミリメートル未満です。したがって、多くの可能なアプリケーションに適しています。
化学気相成長(CVD)プロセス
ただし、このアプリケーションの実証済みの製造プロセスがまだ不足していることがよくあります。しかしながら、グラフェンの大規模合成のための様々な方法が既に存在する。化学蒸着は有望であることが証明されています。出発材料である炭素質ガス(いわゆる前駆体)を基板上を通過させて化学的に分解し、それによってグラフェンが固体膜として堆積する、すなわち新しい層が形成される。
いわゆる前駆体は通常、熱分解されます。基板を加熱することによって。しかし、これは熱負荷に耐え得る基板でなければならないという制約につながる。ただし、これらの悪影響を軽減するために、CVD手順にはさまざまなバリエーションがあります。
一般的なCVD法
ここでは、一般的なCVD法の概要を説明します。
- APCVD: 大気圧 CVD.ここでは、典型的な使用温度は400〜1300°Cです。
- LPCVD: 低圧 CVD.ここでは、典型的な使用温度は500〜1000°Cです。
- PECVD:プラズマ増強CVD。ここでは、典型的な使用温度は200〜500°Cです。
- ALD:原子層堆積。サイクルが異なるため、正確な層の厚さを簡単に達成できる周期的なプロセス。
- HFCVD手順。ここでは、典型的な使用温度は150〜1100°Cです。
化学気相成長(CVD)は、依然としてグラフェンを製造するための最も効果的な方法です。それでも、100%最適ではありません。そのため、プロセスを改善し、信頼性の高い大規模生産を可能にするために、さまざまなCVD法が開発され続けています。
