石墨烯的制備一直是阻礙石墨烯產(chǎn)業(yè)化的決定性因素。目前現(xiàn)有的制備方法不是獲得石墨烯尺寸太小、難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，就是工藝復(fù)雜、所得石墨烯品質(zhì)不高。而美國(guó)研究人員再一次偶然實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)簡(jiǎn)單方法即獲得大面積高品質(zhì)石墨烯，這讓石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望加速。

　美國(guó)加州理工學(xué)院(California Institute of Technology，簡(jiǎn)稱Caltech)的研究人員開(kāi)發(fā)出了室溫下只需5分鐘就能在銅(Cu)箔上形成幾厘米見(jiàn)方高品質(zhì)石墨烯的技術(shù)，并在學(xué)術(shù)雜志“Nature Communications”上發(fā)表了論文。這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)給太陽(yáng)能電池、顯示器的透明電極、燃料電池的氫離子滲透膜、高品質(zhì)隔離膜以及柔性電子整體帶來(lái)很大的影響。

　此前主要有兩種方法可以獲得高品質(zhì)的石墨烯。一種是將膠帶貼在石墨上再揭下來(lái)，從而將石墨烯剝下來(lái)的“機(jī)械剝離法”。不過(guò)，這種方法難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，所獲得的石墨烯尺寸較小，直徑還不到1mm。

　另一種方法是化學(xué)氣相沉積(CVD)法，具體是將銅箔加熱至1000℃左右，向其中加入甲烷(CH4)等碳源后形成石墨烯。這種方法雖然能夠獲得直徑在1cm左右的高品質(zhì)石墨烯，但需要高溫且復(fù)雜的工藝，而且需要花費(fèi)約10個(gè)小時(shí)。

　此次的技術(shù)是CVD法的一種，工藝溫度為室溫，而且只需約5分鐘就能形成幾厘米見(jiàn)方的高品質(zhì)石墨烯。具體方法是首先用氫等離子體來(lái)清潔銅箔的表面。然后，向其中加入碳源。

　由此獲得的石墨烯面積大、而且缺陷非常少，其載流子遷移率在合成制作的石墨烯中屬于最高水平。

　此次技術(shù)能夠獲得高品質(zhì)石墨烯的理由主要有三個(gè)。第一個(gè)理由是由氫等離子體將銅箔上的氧化銅還原并去除掉。據(jù)Caltech科研人員(Staff Scientist)David Boyd介紹，因?qū)嶒?yàn)差錯(cuò)在過(guò)度加熱的銅箔上形成了高品質(zhì)的石墨烯，由此才發(fā)現(xiàn)了此次的工藝。

　第二個(gè)理由是氫等離子體與CVD真空腔內(nèi)殘留的氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)，形成了化學(xué)活性較高的分子——氰自由基(Cyano Radical)，可以徹底地清潔銅箔。

　第三個(gè)理由是由于采用室溫工藝，銅箔沒(méi)有出現(xiàn)膨脹收縮。如果是采用高溫工藝的CVD法，在降溫過(guò)程中，銅箔以及配備銅箔的基板無(wú)可避免地會(huì)出現(xiàn)收縮。此時(shí)，好不容易形成的高品質(zhì)石墨烯也會(huì)出現(xiàn)缺陷。一直采用室溫的話，就不會(huì)出現(xiàn)這些問(wèn)題。

~目前現(xiàn)有的制備方法不是獲得石墨烯尺寸太小、難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，就是工藝復(fù)雜、所得石墨烯品質(zhì)不高。而美國(guó)研究人員再一次偶然實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)簡(jiǎn)單方法即獲得大面積高品質(zhì)石墨烯，這讓石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望加速。

　美國(guó)加州理工學(xué)院(California Institute of Technology，簡(jiǎn)稱Caltech)的研究人員開(kāi)發(fā)出了室溫下只需5分鐘就能在銅(Cu)箔上形成幾厘米見(jiàn)方高品質(zhì)石墨烯的技術(shù)，并在學(xué)術(shù)雜志“Nature Communications”上發(fā)表了論文。這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)給太陽(yáng)能電池、顯示器的透明電極、燃料電池的氫離子滲透膜、高品質(zhì)隔離膜以及柔性電子整體帶來(lái)很大的影響。

　此前主要有兩種方法可以獲得高品質(zhì)的石墨烯。一種是將膠帶貼在石墨上再揭下來(lái)，從而將石墨烯剝下來(lái)的“機(jī)械剝離法”。不過(guò)，這種方法難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，所獲得的石墨烯尺寸較小，直徑還不到1mm。

　另一種方法是化學(xué)氣相沉積(CVD)法，具體是將銅箔加熱至1000℃左右，向其中加入甲烷(CH4)等碳源后形成石墨烯。這種方法雖然能夠獲得直徑在1cm左右的高品質(zhì)石墨烯，但需要高溫且復(fù)雜的工藝，而且需要花費(fèi)約10個(gè)小時(shí)。

　此次的技術(shù)是CVD法的一種，工藝溫度為室溫，而且只需約5分鐘就能形成幾厘米見(jiàn)方的高品質(zhì)石墨烯。具體方法是首先用氫等離子體來(lái)清潔銅箔的表面。然后，向其中加入碳源。

　由此獲得的石墨烯面積大、而且缺陷非常少，其載流子遷移率在合成制作的石墨烯中屬于最高水平。

　此次技術(shù)能夠獲得高品質(zhì)石墨烯的理由主要有三個(gè)。第一個(gè)理由是由氫等離子體將銅箔上的氧化銅還原并去除掉。據(jù)Caltech科研人員(Staff Scientist)David Boyd介紹，因?qū)嶒?yàn)差錯(cuò)在過(guò)度加熱的銅箔上形成了高品質(zhì)的石墨烯，由此才發(fā)現(xiàn)了此次的工藝。

　第二個(gè)理由是氫等離子體與CVD真空腔內(nèi)殘留的氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)，形成了化學(xué)活性較高的分子——氰自由基(Cyano Radical)，可以徹底地清潔銅箔。

　第三個(gè)理由是由于采用室溫工藝，銅箔沒(méi)有出現(xiàn)膨脹收縮。如果是采用高溫工藝的CVD法，在降溫過(guò)程中，銅箔以及配備銅箔的基板無(wú)可避免地會(huì)出現(xiàn)收縮。此時(shí)，好不容易形成的高品質(zhì)石墨烯也會(huì)出現(xiàn)缺陷。一直采用室溫的話，就不會(huì)出現(xiàn)這些問(wèn)題。