Os revestimentos de grafeno, apesar de promissores, apresentam vários desafios que podem afetar o seu desempenho e utilização.
5 desafios fundamentais que precisa de conhecer
1. Desafios da produção
Controlo de qualidade na produção CVD: A qualidade do grafeno produzido por Deposição Química em Vapor (CVD) depende muito das condições de arrefecimento e da qualidade do substrato.
As variações nas taxas de arrefecimento e nas concentrações de hidrocarbonetos podem conduzir a diferentes comportamentos de nucleação e crescimento, afectando a uniformidade e a qualidade da camada de grafeno.
A má qualidade do substrato, como os substratos de cobre não tratados corretamente para evitar a oxidação, pode também degradar a qualidade do grafeno.
Impurezas e contaminação: O processo de deposição de átomos de carbono no substrato pode ser influenciado pela presença de gases de hidrogénio e outros gases de reação, que podem afetar a qualidade do grafeno.
Este facto realça a necessidade de um controlo preciso do ambiente químico durante a produção.
2. Questões relacionadas com o processo de transferência
Introdução de defeitos: A transferência de películas de grafeno de substratos metálicos catalíticos para substratos de aplicação envolve um processo complexo que inclui a utilização de PMMA como suporte temporário, a gravação do substrato metálico e etapas de limpeza.
Cada um destes passos pode introduzir defeitos ou contaminação no grafeno, o que pode degradar as suas propriedades eléctricas e mecânicas.
Uniformidade e desempenho: O processo de transferência tem de ser meticulosamente controlado para garantir que o grafeno mantém as propriedades desejadas, como a baixa resistência da folha e a elevada mobilidade dos portadores, especialmente para aplicações em eletrónica e optoelectrónica.
No entanto, a realidade é que o grafeno "real" contém frequentemente defeitos e impurezas, o que pode limitar o seu desempenho em comparação com o grafeno "ideal".
3. Utilização do grafeno real
Adaptação das técnicas de fabrico de dispositivos: A presença de defeitos e contaminação no grafeno exige o desenvolvimento de novas técnicas de fabrico de dispositivos que possam otimizar a utilização das propriedades do grafeno apesar destas imperfeições.
Isto inclui a compreensão do modo como estes defeitos afectam as interações interfaciais e as propriedades de transporte.
Identificação de aplicações adequadas: É crucial identificar as aplicações em que as propriedades do grafeno "real", e não do grafeno "ideal", podem ser efetivamente utilizadas.
Por exemplo, as aplicações que exigem uma baixa resistência da folha e uma boa uniformidade podem tolerar mais defeitos do que as que exigem grafeno de alta qualidade com uma estrutura cristalina perfeita e uma elevada mobilidade dos portadores.
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