그래핀 성장은 놀랍도록 낮은 온도에서도 일어날 수 있습니다.
한 가지 예로 Ni 박막을 900°C에서 725°C로 냉각하는 과정을 들 수 있습니다.
그 결과 필름 표면에 1.7층의 그래핀이 형성되었습니다.
이 온도는 1000°C 이상이 필요한 일반적인 열분해 분해 온도보다 훨씬 낮은 온도입니다.
화학 기상 증착(CVD) 공정에서 금속 촉매 기판을 사용하면 반응 온도를 낮추는 데 도움이 됩니다.
이는 탄소 전구체의 분해와 그래핀의 형성을 촉진합니다.
이 과정에는 촉매 표면에 탄소 전구체가 흡착되는 과정이 포함됩니다.
그런 다음 이 전구체는 다양한 탄소 종으로 분해됩니다.
이러한 탄소 종은 그래핀 성장의 빌딩 블록 역할을 합니다.
이 방법은 저압 CVD 시스템에서 특히 효과적입니다.
매우 낮은 분압에서도 오일 및 가스 오염으로 인해 그래핀의 핵 형성 및 성장이 촉진될 수 있습니다.
또한 벤젠 및 나프탈렌과 같은 액체 또는 고체 탄소 전구체를 사용하면 저온 성장을 촉진할 수 있습니다.
이는 메탄에 비해 분해가 쉽기 때문입니다.
그러나 이러한 전구체는 시스템 챔버와 배관의 내벽에 흡착될 수도 있습니다.
이는 잠재적으로 시스템 신뢰성과 생산 반복성에 영향을 미치는 오염 문제로 이어질 수 있습니다.
요약하면, 그래핀 성장에는 전통적으로 높은 온도가 필요했지만, 촉매 지원 CVD의 발전과 특정 탄소 전구체의 사용으로 725°C까지 훨씬 낮은 온도에서 그래핀을 합성할 수 있게 되었습니다.
이러한 발전은 에너지 비용을 절감하고 다양한 애플리케이션을 위한 그래핀 생산의 실현 가능성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.
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