ترسيب البخار الكيميائي (CVD) هو طريقة مستخدمة على نطاق واسع لتخليق الجرافين عالي الجودة، ومناسبة بشكل خاص للإنتاج على نطاق واسع. وتنطوي هذه الطريقة على تحلل السلائف الهيدروكربونية على ركيزة معدنية انتقالية، مما يؤدي إلى تكوين طبقات الجرافين. ويؤثر اختيار الركيزة، مثل النحاس أو النيكل أو الكوبالت، بشكل كبير على جودة وتجانس الجرافين المنتج.
1. اختيار الركيزة:
يُعد اختيار الركيزة في عملية التفكيك القابل للذوبان بالقسطرة (CVD) أمرًا بالغ الأهمية لأنه يؤثر على خصائص الجرافين وسهولة نقله. غالبًا ما يُفضل النحاس نظرًا لقدرته على دعم الترسيب الحصري لطبقات الجرافين الأحادية. أما النيكل، من ناحية أخرى، يسمح بتكوين طبقات الجرافين بشكل متحكم فيه ولكنه قد يؤدي إلى نمو متعدد الطبقات. كما تم أيضًا استكشاف الكوبالت والمعادن الانتقالية الأخرى مثل الروثينيوم والإيريديوم والبلاتين والروديوم والذهب والبلاديوم والرينيوم، ولكنها لا تضاهي عمومًا كفاءة النحاس والنيكل والكوبالت من حيث التكلفة والجودة وقابلية التوسع.2. بارامترات العملية:
تتطلّب عملية التفريغ القابل للذوبان بالقنوات CVD تحكّمًا دقيقًا في بارامترات مثل أحجام الغاز والضغط ودرجة الحرارة والمدة الزمنية لضمان إنتاج الجرافين عالي الجودة. تتحلل السلائف الهيدروكربونية عند درجات حرارة عالية، وتطلق جذور الكربون التي تشكل بعد ذلك طبقات الجرافين على سطح الركيزة. تعمل الركيزة المعدنية كمحفز، مما يقلل من حاجز طاقة التفاعل ويؤثر على آلية الترسيب.
3. التطبيقات والمزايا:
يحظى الجرافين المنتج باستخدام تقنية CVD بتقدير كبير للتطبيقات في مجال الإلكترونيات وأجهزة الاستشعار عالية الأداء نظرًا لانخفاض عدد العيوب والتجانس الجيد. كما أن قدرة هذه الطريقة على إنتاج جرافين بمساحة كبيرة تجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات الصناعية حيث تكون قابلية التوسع ضرورية.
4. مقارنة مع طرق أخرى:
