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制造成本降低100倍,石墨烯就能实现商用?

2015/11/23
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阅读需 8 分钟
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小编语:上周参加半导体检测和良率管理厂商的新闻活动,期间聊起一些新兴材料包括石墨烯的研究进展,这家厂商的发言人表示石墨烯离真正商用还很远,而其中石墨烯的稳定性以及由此带来的制造和成本问题是最大障碍,目前相信相当一部分科研人员围绕石墨烯展开的研究如果不能很好地解决这几个问题,石墨烯替代硅材料都只能是空谈……

目前,相比更传统的电子材料,石墨烯制造过程非常缓慢,意味着成本更高。现在,格拉斯哥大学研究人员发现,用于制造锂离子电池的铜材料可以快速批量生产大片石墨烯。作为碳原子的二维晶体,石墨烯是诸如零维富勒烯,一维碳纳米管和三维石墨许多碳衍生物的基本构建材料。这些碳纳米材料都被用于制造各种电子产品。从太阳能电池到灯泡和超灵敏气体传感器。但是生产大面积高品质的石墨烯,其生产成本远高于硅。

这种生产成本当中很大一部分是生产石墨烯的基板。通过使用化学气相沉积(CVD)的方法,铂,镍或钛的碳化物在高温环境中暴露在乙烯或苯当中,来产生单层(一层一个原子厚)石墨烯。最近的生产方法已经降低这些成本,这种方法通过掺入铜作为基体,但即使是这种方法生产成本仍然昂贵。

为了帮助极大地降低这些成本,研究人员使用通常用于制造超薄阴极(负电极)的锂离子电池的廉价铜箔,在其表面上沉积高品质的石墨烯。事实证明,这种廉价铜箔是优良基材,铜表面完全光滑,非常适合形成石墨烯,每平方米成本一美元,之前昂贵方法的每平方米成本为 115 美元。

该研究小组认为,大规模廉价合成方法能实现石墨烯基柔性光电系统,包括诸如手机弯曲显示器电子纸无线射频识别(RFID)的高质量石墨烯薄膜标签,医疗通道以提供药物或监测生命体征,为机器人和假肢打造的电子皮肤等等。

 

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