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A deposição de vapor químico (CVD) é um método utilizado para a produção de grafeno, nomeadamente em substratos de metais de transição. Este método é preferido pela sua capacidade de produzir grafeno de grande área e de alta qualidade a um custo relativamente baixo. O processo envolve a decomposição de precursores de hidrocarbonetos em radicais de carbono na superfície do substrato metálico, que depois formam camadas de grafeno. O substrato metálico actua como um catalisador, diminuindo a barreira energética da reação e influenciando o mecanismo de deposição e a qualidade do grafeno produzido.

Explicação pormenorizada:

1. Visão geral do processo:

2. No processo CVD, as espécies gasosas que contêm precursores de hidrocarbonetos são introduzidas num reator e passam por uma zona quente. Aqui, os hidrocarbonetos decompõem-se à superfície de um substrato metálico de transição aquecido, normalmente cobre, cobalto ou níquel. A decomposição resulta na formação de radicais de carbono, que depois nucleiam e crescem em camadas de grafeno.Papel do substrato metálico:

3. A escolha do substrato metálico é crucial, pois não só catalisa a reação como também determina o mecanismo de deposição do grafeno. Diferentes metais podem influenciar o número de camadas de grafeno formadas, a sua qualidade e a uniformidade da película de grafeno. Por exemplo, sabe-se que os substratos de cobre favorecem o crescimento de grafeno de camada única, o que é altamente desejável para muitas aplicações devido às suas propriedades electrónicas superiores.

   • Etapas da deposição:
   • O processo CVD pode ser dividido em várias etapas principais:Transporte de espécies de gás:
   • Os gases precursores de hidrocarbonetos são transportados para a superfície do substrato.Absorção:
   • As espécies gasosas são absorvidas pela superfície do substrato.Reação:

4. Ocorrem reacções químicas na superfície do substrato, levando à deposição de grafeno.Dessorção:

5. Os subprodutos e as espécies que não reagiram são dessorvidos da superfície, deixando para trás a película de grafeno.Controlo e qualidade:

A CVD oferece um melhor controlo sobre a taxa de deposição em comparação com os métodos de deposição física de vapor. Este controlo permite a produção de películas de grafeno uniformes e de elevada qualidade. A capacidade de produzir grafeno de grande área com propriedades consistentes torna a CVD particularmente adequada para aplicações em eletrónica, onde a condutividade e a transparência uniformes são fundamentais.