研究人员开发了一种制造石墨烯的新方法

这里所示的是一种新方法，用于直接在非金属基板上制造石墨烯。首先，在这种情况下，将镍层施加到材料上，在这种情况下二氧化硅（SiO 2）。然后将碳沉积在表面上，其中它在SiO 2上方和下方形成石墨烯层。附着在镍上的石墨烯顶层容易使用带（或用于工业过程，粘合剂材料层）剥离，留下刚刚粘在基板上的下层。

麻省理工学院和密歇根大学的研究人员已经提出了一种直接在大型玻璃等材料上生产石墨烯的方式。

Graphene承诺作为新型电子设备的材料，其中包括在其他用途​​中，在全球范围内引导了研究人员来研究以寻找新应用的材料。但更广泛地利用强劲，轻巧，高导电材料的最大限制之一是工业规模上的制造障碍。

初始化与碳材料形成原子鳞片网，只是单个原子厚，依赖于使用微小薄片，通常通过快速从石墨块中快速去除一块粘带 - 低技术系统，不为制造提供自身。从那时起，聚焦已经转移到制造金属箔上的石墨烯薄膜，但研究人员面临从箔转移到有用的基材中的石墨烯的困难。

现在，MIT和密歇根大学的研究人员已经提出了一种生产石墨烯的方法，通过直接在大型玻璃等材料上制作石墨烯来缩放。该过程描述于本周在本周在科学报告中发表的一篇文章，由九个研究人员由A. John Hart的麻省理工学院领导。本文的牵头作者是Dan Mcnerny，前密歇根邮政编码，以及Viswanath Balakrishnan，这是印度理工学院的前麻省理工学院博士。

目前，制造石墨烯的大多数方法首先在Mitsui职业发展助理机械工程助理教授的HART中首先在金属薄膜上生长在金属薄膜上，例如镍或铜。“为了使其有用，您必须将其从金属中取出并进入基板，例如硅晶片或聚合物片材，或者像玻璃片一样更大的东西，”他说。“但转移它的过程比生长石墨烯本身的过程变得更加令人沮丧，并且可以损坏和污染石墨烯。”

HART说，新的工作，仍然使用金属胶片作为模板 - 但不是仅在金属薄膜顶部制作石墨烯，而是在薄膜的顶部和底部制作石墨烯。在这种情况下，基材是二氧化硅，一种玻璃形式，其镍膜在其顶部。

哈特表示，使用化学气相沉积（CVD）将石墨烯层沉积在镍薄膜的顶部上，产量“不仅在镍层的顶部[顶部[镍层]上的石墨烯]，而且在底部。”然后可以剥离镍膜，仅在非金属基板的顶部留下石墨烯。

这样，无需单独的过程将石墨烯附接到预期的基板 - 无论是显示屏幕的大板玻璃，还是可用作轻质，便携式太阳能的基础的薄的柔性材料例如，细胞。“您在基板上进行CVD，并使用我们的方法，石墨烯保持在基板上，”Hart说。

除了在密歇根州的研究人员之外，在哈特之前教过的哈特，这项工作是与大型玻璃制造商，守护行业合作完成的。“为了满足他们的制造需求，它必须非常可扩展，”哈特说。该公司目前采用浮动过程，玻璃沿着每分钟的速度移动，每天每天生产数百吨玻璃。“我们受到了开发可扩展的制造过程的启发，可以直接在玻璃基板上产生石​​墨烯，”Hart说。

这项工作仍处于早期阶段;哈特警告说：“我们仍然需要提高石墨烯的均匀性和质量，使其有用。”但潜力很大，他建议：“直接在非金属基板上生产石墨烯的能力可用于大型显示​​和触摸屏，以及具有加热器和传感器等集成设备的”智能“窗口。”

HART补充说，该方法也可用于小规模应用，例如硅晶片上的集成电路，如果石墨烯可以在较低温度下合成而不是本研究的较低温度。

“这个新的过程是基于与镍膜的机制在音乐会上了解石墨烯生长的基础，”他说。“我们已经显示了这个机制可以工作。现在它是改善生产高性能石墨烯涂层所需的属性问题。“

Christos Dimitrakopoulos是一名马萨诸塞州大学的化学工程教授，在Amhersts of Amhersts没有参与这项工作，“这是石墨烯在绝缘基板上非常大面积应用的一项非常重要的工作。”与其他方法相比，例如使用碳化硅（SiC）衬底来生长石墨烯，“哈特组方法中石墨烯的横向尺寸仅受到[CVD]反应器的尺寸的事实，而不是SiC晶片的大小，是一个主要的优势。“

“这是一种高质量和精心仔细的工作，”Dimitrakopoulos补充道。

该工作得到了监护人行业，国家科学基金会和科学研究空军办公室的支持。

出版物：Daniel Q. Macnerny等，“通过薄膜应力工程直接制造石墨烯，”科学报告4，物品编号：5049; DOI：10.1038 / srep05049

图像：由研究人员礼貌