Le graphène est un matériau bidimensionnel constitué d'une seule couche d'atomes de carbone disposés selon un réseau hexagonal. Cette structure confère au graphène des propriétés uniques, telles qu'une conductivité électrique et thermique élevée, la flexibilité et la transparence optique.
Structure bidimensionnelle : Le graphène est un matériau à couche atomique unique, d'une épaisseur de seulement 0,34 nm. Les atomes de carbone sont étroitement empilés dans un réseau en nid d'abeille, avec une distance interatomique de 1,42 Å. Cet arrangement bidimensionnel est la raison fondamentale des propriétés exceptionnelles du graphène.
Des propriétés uniques : La structure bidimensionnelle du graphène lui permet d'avoir une surface spécifique théorique importante (2630 m2/g), une mobilité électronique très élevée (~2 × 105 cm2/Vs), un module d'Young élevé (1 TPa) et une conductivité thermique exceptionnelle (3500-5000 W/mK). Sa conductivité électrique est également remarquable, avec une densité de courant critique de 108 A/cm2.
Applications : Les propriétés uniques du graphène lui permettent d'être utilisé dans diverses applications, notamment l'électronique, les composites, les membranes et les technologies de la prochaine génération en matière d'énergie renouvelable (par exemple, les cellules solaires). Toutefois, la production en masse de graphène de haute qualité, avec peu ou pas de contaminants ou de défauts et une grande taille de grain, à un coût raisonnablement bas, reste un défi.
Méthodes de production : Diverses méthodes ont été mises au point pour la production de graphène, notamment l'exfoliation mécanique, l'exfoliation en phase liquide, la sublimation du carbure de silicium (SiC) et le dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Le graphène CVD désigne le graphène produit par la méthode CVD, ce qui le différencie des autres formes de graphène. Le dépôt en phase vapeur est une méthode efficace pour obtenir du graphène de qualité, bien qu'il puisse entraîner une résistance élevée de la feuille, ce qui affecte les performances des dispositifs électroniques organiques qui utilisent des électrodes transparentes à base de graphène.
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