O melhor substrato para o grafeno é o cobre, especialmente para a produção em grande escala utilizando a deposição química de vapor (CVD). O cobre é superior porque permite a deposição exclusiva de monocamadas de grafeno, o que é crucial para obter grafeno de alta qualidade com o mínimo de defeitos.
O cobre como substrato superior para a produção de grafeno
O cobre é amplamente considerado como o melhor substrato para a produção de grafeno em processos CVD devido à sua capacidade de facilitar o crescimento exclusivo de monocamadas de grafeno. Esta exclusividade é fundamental porque minimiza a formação de grafeno multicamada ou de outras estruturas de carbono que podem degradar as propriedades eléctricas do grafeno. A utilização de substratos de cobre em CVD permite o crescimento de películas de grafeno de grande área com elevada uniformidade e menos defeitos, que são essenciais para muitas aplicações electrónicas e optoelectrónicas.Outros substratos e suas limitações
Embora outros metais, como o níquel e o cobalto, também sejam utilizados como substratos na produção de grafeno por CVD, não têm a mesma eficiência e qualidade do cobre. O níquel, por exemplo, suporta a formação de camadas controladas de grafeno, mas tende a formar grafeno multicamadas mais rapidamente do que o cobre. O cobalto e outros metais de transição têm sido explorados, mas sofrem frequentemente de problemas relacionados com o custo, a qualidade e a dificuldade de transferir o grafeno para outros substratos sem o danificar.
Substratos não metálicos e híbridos
O crescimento direto de grafeno em substratos não metálicos constitui um desafio devido à sua fraca atividade catalítica para a clivagem dos precursores de carbono. Técnicas como o processamento a alta temperatura, a catálise assistida por metais ou a CVD com plasma podem compensar este facto, mas a qualidade do grafeno crescido em substratos não metálicos é geralmente inferior. Os substratos híbridos, como os que envolvem grafeno e nitreto de boro hexagonal (h-BN), oferecem propriedades melhoradas para aplicações específicas, mas exigem processos de fabrico complexos.
Considerações industriais e tecnológicas
