Le meilleur substrat pour le graphène est le cuivre, en particulier pour la production à grande échelle par dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Le cuivre est supérieur parce qu'il permet le dépôt exclusif de monocouches de graphène, ce qui est essentiel pour obtenir un graphène de haute qualité avec un minimum de défauts.
Le cuivre, un substrat supérieur pour la production de graphène
Le cuivre est largement considéré comme le meilleur substrat pour la production de graphène dans les procédés CVD en raison de sa capacité à faciliter la croissance exclusive des monocouches de graphène. Cette exclusivité est essentielle car elle minimise la formation de graphène multicouche ou d'autres structures de carbone susceptibles de dégrader les propriétés électriques du graphène. L'utilisation de substrats en cuivre dans le procédé CVD permet la croissance de films de graphène de grande surface avec une grande uniformité et moins de défauts, ce qui est essentiel pour de nombreuses applications électroniques et optoélectroniques.Autres substrats et leurs limites
Bien que d'autres métaux tels que le nickel et le cobalt soient également utilisés comme substrats pour la production de graphène par dépôt chimique en phase vapeur, ils n'atteignent pas l'efficacité et la qualité du cuivre. Le nickel, par exemple, favorise la formation de couches de graphène contrôlées, mais tend à former du graphène multicouche plus facilement que le cuivre. Le cobalt et d'autres métaux de transition ont été étudiés mais souffrent souvent de problèmes liés au coût, à la qualité et à la difficulté de transférer le graphène sur d'autres substrats sans l'endommager.
Substrats non métalliques et hybrides
La croissance directe du graphène sur des substrats non métalliques est un défi en raison de leur faible activité catalytique pour le clivage des précurseurs du carbone. Des techniques telles que le traitement à haute température, la catalyse assistée par des métaux ou le dépôt en phase vapeur assisté par plasma peuvent compenser ce problème, mais la qualité du graphène cultivé sur des substrats non métalliques est généralement inférieure. Les substrats hybrides, tels que ceux associant le graphène et le nitrure de bore hexagonal (h-BN), offrent des propriétés améliorées pour des applications spécifiques, mais nécessitent des processus de fabrication complexes.
Considérations industrielles et technologiques
