Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) est une méthode largement utilisée pour synthétiser du graphène de haute qualité, particulièrement adapté à la production à grande échelle. Cette méthode implique la décomposition de précurseurs hydrocarbonés sur un substrat en métal de transition, conduisant à la formation de couches de graphène. Le choix du substrat, tel que le cuivre, le nickel ou le cobalt, influence considérablement la qualité et l'uniformité du graphène produit.
1. Sélection du substrat :
Le choix du substrat dans le procédé CVD est crucial car il affecte les propriétés du graphène et la facilité de son transfert. Le cuivre est souvent préféré en raison de sa capacité à supporter le dépôt exclusif de monocouches de graphène. Le nickel, quant à lui, permet la formation contrôlée de couches de graphène, mais peut entraîner une croissance multicouche. Le cobalt et d'autres métaux de transition comme le ruthénium, l'iridium, le platine, le rhodium, l'or, le palladium et le rhénium ont également été étudiés, mais ils n'atteignent généralement pas l'efficacité du cuivre, du nickel et du cobalt en termes de coût, de qualité et d'évolutivité.2. Paramètres du processus :
Le procédé CVD nécessite un contrôle minutieux des paramètres tels que les volumes de gaz, la pression, la température et la durée pour garantir une production de graphène de haute qualité. Les précurseurs hydrocarbonés se décomposent à haute température, libérant des radicaux de carbone qui forment ensuite des couches de graphène à la surface du substrat. Le substrat métallique agit comme un catalyseur, abaissant la barrière énergétique de la réaction et influençant le mécanisme de dépôt.
3. Applications et avantages :
Le graphène produit par dépôt chimique en phase vapeur est très prisé pour des applications dans l'électronique et les capteurs de haute performance en raison de son faible nombre de défauts et de sa bonne uniformité. La capacité de la méthode à produire du graphène sur de grandes surfaces la rend particulièrement adaptée aux applications industrielles où l'évolutivité est essentielle.
4. Comparaison avec d'autres méthodes :
