Il miglior substrato per il grafene è il rame, in particolare per la produzione su larga scala mediante deposizione chimica da vapore (CVD). Il rame è superiore perché consente la deposizione esclusiva di monostrati di grafene, fondamentale per ottenere grafene di alta qualità con difetti minimi.
Il rame come substrato superiore per la produzione di grafene
Il rame è ampiamente considerato il miglior substrato per la produzione di grafene nei processi CVD, grazie alla sua capacità di facilitare la crescita esclusiva di monostrati di grafene. Questa esclusività è fondamentale perché riduce al minimo la formazione di grafene multistrato o di altre strutture di carbonio che possono degradare le proprietà elettriche del grafene. L'uso di substrati di rame nella CVD consente la crescita di film di grafene di grande superficie con un'elevata uniformità e meno difetti, essenziali per molte applicazioni elettroniche e optoelettroniche.Altri substrati e loro limiti
Sebbene anche altri metalli, come il nichel e il cobalto, siano utilizzati come substrati nella CVD per la produzione di grafene, non sono all'altezza dell'efficienza e della qualità del rame. Il nichel, ad esempio, favorisce la formazione di strati controllati di grafene, ma tende a formare grafene multistrato più facilmente del rame. Il cobalto e altri metalli di transizione sono stati esplorati, ma spesso soffrono di problemi legati al costo, alla qualità e alla difficoltà di trasferire il grafene su altri substrati senza danneggiarlo.
Substrati non metallici e ibridi
La crescita diretta del grafene su substrati non metallici è difficile a causa della loro debole attività catalitica per la scissione dei precursori del carbonio. Tecniche come la lavorazione ad alta temperatura, la catalisi assistita da metalli o la CVD potenziata al plasma possono compensare questa situazione, ma la qualità del grafene cresciuto su substrati non metallici è generalmente inferiore. I substrati ibridi, come quelli che coinvolgono grafene e nitruro di boro esagonale (h-BN), offrono proprietà migliori per applicazioni specifiche, ma richiedono processi di fabbricazione complessi.
Considerazioni industriali e tecnologiche
