小烯导读
众所周知，CVD法被认为最有希望制备出高质量、大面积的石墨烯，是产业化生产石墨烯薄膜最具潜力的方法。但是，目前的CVD技术面临效率低、成本高、转移复杂等各种挑战。近日，英国埃克塞特大学研发出一种创新的低成本、简单的大规模CVD生产石墨烯的技术，有望加速石墨烯这种神奇材料在全球范围内的产业化进程！
化学气相沉积(CVD)法是目前应用最广泛的一种大规模工业化可控制备石墨烯薄膜的有效方法。在CVD法中，基底的类型、生长的温度、前驱体的流量等参数的选择对石墨烯薄膜的生长工艺参数（如生长速率、厚度、面积等）具有很大的影响。采用CVD法可以得到性能优异的大尺寸石墨烯薄膜，是目前制备高质量石墨烯薄膜的主要方法，但是其制备过程中苛刻的实验条件和复杂的操作方法，使其很难成为一种工业化大规模制备石墨烯薄膜的技术。
来自英国埃克塞特大学石墨烯科学中心的一个工程师团队开发了一种全新的方法，使用原位等离子体技术，直接在商业化的铜衬底上创建完整的石墨烯器件阵列，然后将这个完整的功能齐备的装置转移到所选择的基底上，例如硅、塑料或纺织品上。该研究发表在了最新的《2D Matreials》上。
来自埃克斯特工程部门的David Wright教授和其中一位作者说：“使用石墨烯生产器件的常规方法非常耗时，复杂和昂贵，并且涉及许多工艺步骤，包括石墨烯生长、膜转移、光刻图案化和金属接触沉积。我们的新方法要简化的多，而且具有开启低成本制造石墨烯器件的潜力。从气体、生物医学传感器到触摸屏，这些石墨烯器件都将得到应用。
为了展示新工艺，该团队已经生产出一种灵活且完全透明的氧化石墨烯湿度传感器，使用常规的晶圆法或卷对卷技术生产成本将达数美元。而且该传感器性能优于当前的商业传感器。
图1 选择性改性生长的CVD石墨烯的示意图
图2
图3 两种传感器性能对比
小结：
该研究开发了一种新的技术，使用原位等离子体功能化直接在（催化）CVD金属箔（Cu）基板上的原位光刻图案制造基于石墨烯的器件。通过选择性等离子体氧化的CVD-石墨烯，以便产生可以在其中转移的微米和纳米级石墨烯/ GO结构和器件整个到广泛的目标基底（包括柔性，甚至纺织品）。
使用拉曼和x射线光电子光谱和电子显微镜研究这些结构和器件的结构，化学，形态和光学性质。证实了原位等离子体官能化方法的功效，生产纳米级官能化特征的能力和所得结构和器件的高质量（均匀，无缺陷）性质。使用这种新方法制造的柔性和透明的石墨烯/石墨烯氧化物湿度传感器显示出特别是响应时间）优于常规商业湿度传感器。
论文题目： A simple process for the fabrication of large-area CVD graphene based devices via selective in situ functionalization and patterning
原文链接： http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1583/4/1/011010/meta [url=]DOI: 10.1088/2053-1583/4/1/011010[/url]
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发表于 2016-12-16 08:42:56
