新しい技術はしわのないグラフェンを生成する可能性があります

既存のCVD技術は、グラフェンの成長中に多くのしわを形成します。これにより、グラフェン材料の熱伝導率と電気伝導率が大幅に低下し、グラフェン電子デバイスの性能が低下します。最近、北京大学のナノ化学センターのZhongfanLiuとHailinPengは、従来の成長中にしばしば形成される厄介な折り目なしに、適切に設計された基板を通じて高品質のグラフェンを生成できる新しい技術を開発しました。この技術によって成長した非常に滑らかなグラフェン材料は、従来の方法によって成長したプリーツグラフェンと比較して、電気的特性が大幅に改善されています。

理論的には、生のグラフェン材料は、高速でエネルギー効率の高い電子機器や光学機器を製造するために使用できる最高の電気的、熱的、および機械的特性を備えています。しかし、実際には、高性能電子デバイスに適した単結晶の超平滑グラフェンを多数成長させることは非常に困難です。既存のCVD技術は、グラフェンの成長中に多くのしわを形成します。これにより、グラフェン材料の熱伝導率と電気伝導率が大幅に低下し、グラフェン電子デバイスの性能が低下します。

最近、北京大学のナノ化学センターのZhongfanLiuとHailinPengは、従来の成長中にしばしば形成される厄介な折り目なしに、適切に設計された基板を通じて高品質のグラフェンを生成できる新しい技術を開発しました。 。この技術によって成長した非常に滑らかなグラフェン材料は、従来の方法によって成長したプリーツグラフェンと比較して、電気的特性が大幅に改善されています。関連する結果がジャーナル「ACSNano」に掲載されました。 （ACSNano 2017、DOI：10.1021 / acsnano.7b06196）。

既存のCVD技術は、通常、成長基板として銅箔を使用して、大きな極薄グラフェンシートを形成します。しかし、北京大学のナノ化学者であるHailin Pengらは、グラフェンと銅成長基板の間の材料特性の不一致がグラフェンのしわを引き起こす可能性があると推測しました。グラフェンと銅（100）は、それを成長させるために一般的に使用される銅の結晶形であり、特定の温度でさまざまな速度で膨張し、機械的ひずみを引き起こし、しわを引き起こします。したがって、Pengと彼の同僚は、より良い結晶構造を持つ銅基板を探しました。彼らは現在、Cu（111）膜上に成長したグラフェンが非常に滑らかであると報告しています。さらに重要なことは、その電子移動度は、材料内の現在の運動の尺度であり、11000センチメートル²V-1S-1までとすることができます。これは、実用的な方法を使用して大面積で成長したグラフェンによって達成される最高レベルです。チームは、適切な結晶構造を持つCu（111）膜を成長させるためのサポートとして、10cmのサファイアウェーハを使用しました。グラフェンを転写した後、銅サファイアウェーハを再利用できます。鵬氏は、この方法は半導体業界で使用されている技術と互換性があると述べた。次のステップは製造です。 「このしわのない単結晶グラフェンの大量生産を実現するために、私たちは懸命に取り組んでいます。

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