La croissance du graphène peut se produire à des températures étonnamment basses.
Un exemple est le processus de refroidissement d'un film mince de Ni de 900°C à 725°C. Ce processus a entraîné la formation de 1,7 couche de graphène sur la surface du film.
Cette opération a entraîné la formation de 1,7 couche de graphène à la surface du film.
Cette température est nettement inférieure aux températures typiques de décomposition pyrolytique, qui requièrent plus de 1000 °C.
L'utilisation de substrats catalytiques métalliques dans le processus de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) permet de réduire la température de réaction.
Cela facilite la décomposition des précurseurs du carbone et la formation du graphène.
Le processus implique l'adsorption des précurseurs de carbone sur la surface du catalyseur.
Ces précurseurs se décomposent ensuite en diverses espèces de carbone.
Ces espèces de carbone servent d'éléments de base pour la croissance du graphène.
Cette méthode est particulièrement efficace dans les systèmes CVD à basse pression.
Même des pressions partielles très faibles peuvent favoriser la nucléation et la croissance du graphène en raison de la présence d'une contamination par le pétrole et le gaz.
En outre, l'utilisation de précurseurs de carbone liquides ou solides tels que le benzène et le naphtalène peut faciliter la croissance à basse température.
Cela est dû à leur facilité de décomposition par rapport au méthane.
Cependant, ces précurseurs peuvent également s'adsorber sur les parois internes des chambres et des tuyaux du système.
Cela peut entraîner des problèmes de contamination qui affectent la fiabilité du système et la répétabilité de la production.
En résumé, alors que la croissance du graphène nécessite traditionnellement des températures élevées, les progrès réalisés dans le domaine du dépôt en phase vapeur assisté par catalyseur et l'utilisation de précurseurs de carbone spécifiques ont permis de synthétiser du graphène à des températures nettement plus basses, jusqu'à 725 °C. Cette évolution est cruciale pour réduire les coûts énergétiques.
Cette évolution est essentielle pour réduire les coûts énergétiques et améliorer la faisabilité de la production de graphène pour diverses applications.
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