Le tecniche di trasferimento del grafene prevedono metodi per spostare il grafene dal suo substrato di crescita a un substrato di destinazione per varie applicazioni. Il metodo più comune ed efficace prevede l'utilizzo di un polimero di supporto, come il poli(metacrilato di metile) (PMMA), per facilitare il trasferimento senza danneggiare il grafene. Il processo inizia rivestendo il grafene con il PMMA, incidendo il substrato originale e trasferendo poi il grafene rivestito di PMMA sul nuovo substrato. Sono stati testati altri polimeri di supporto, come il nastro a rilascio termico e il PDMS, ma il PMMA si è dimostrato il più efficace per la sua capacità di ridurre al minimo i danni durante il trasferimento.
Un altro approccio è la crescita diretta del grafene su substrati non metallici, che viene preferita per evitare il processo di trasferimento. Questo metodo richiede temperature elevate, catalisi assistita da metalli o CVD potenziata al plasma per compensare la più debole attività catalitica delle superfici non metalliche. Sebbene la qualità del grafene prodotto in questo modo non sia altrettanto elevata e i meccanismi dei gruppi reattivi sulle superfici non metalliche non siano pienamente compresi, la crescita diretta rimane un obiettivo auspicabile per il suo potenziale di eliminazione della necessità di trasferimento.
Anche l'ibridazione con altri materiali 2D, come i film di h-BN o le eterostrutture WS2-grafene, offre un metodo per migliorare le proprietà e le applicazioni del grafene. Questi ibridi possono essere creati sia per trasferimento strato per strato che per crescita diretta; quest'ultima è più scalabile e meno soggetta a contaminazione.
In ambito industriale, il metodo di maggior successo per sintetizzare film uniformi di grafene di grande superficie è la deposizione chimica da vapore (CVD) di metano su fogli di rame. Questo metodo consente una produzione su larga scala e può essere ottimizzato per una maggiore produttività utilizzando tecniche come i processi batch-to-batch (B2B) o roll-to-roll (R2R).
Per le applicazioni che richiedono grafene su substrati non metallici, il processo di trasferimento prevede tipicamente il rivestimento del grafene con PMMA, l'incisione del substrato metallico, la pulizia del film di grafene/PMMA con acqua deionizzata e il successivo trasferimento sul substrato di destinazione. Il PMMA viene successivamente rimosso con acetone, lasciando un film di grafene pulito sul substrato desiderato.
In generale, la scelta della tecnica di trasferimento dipende dai requisiti specifici dell'applicazione, con considerazioni sulla minimizzazione dei danni, sul mantenimento della pulizia e sulla garanzia di economicità e scalabilità.
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