A baixa temperatura para o crescimento do grafeno pode ser tão baixa como 725°C, como demonstrado pelo processo de arrefecimento de uma película fina de Ni de 900°C para 725°C, que resultou na formação de 1,7 camadas de grafeno na superfície da película. Esta temperatura é significativamente mais baixa do que as temperaturas típicas de decomposição pirolítica, que requerem mais de 1000 °C. A utilização de substratos metálicos catalisadores no processo de deposição química de vapor (CVD) ajuda a reduzir a temperatura de reação, facilitando a decomposição dos precursores de carbono e a formação de grafeno.
O processo envolve a adsorção de precursores de carbono na superfície do catalisador, seguida da sua decomposição em várias espécies de carbono que servem de blocos de construção para o crescimento do grafeno. Este método é particularmente eficaz em sistemas CVD de baixa pressão, em que mesmo pressões parciais muito baixas podem promover a nucleação e o crescimento do grafeno devido à presença de contaminação por petróleo e gás.
Além disso, a utilização de precursores de carbono líquidos ou sólidos, como o benzeno e o naftaleno, pode facilitar o crescimento a baixa temperatura devido à sua facilidade de decomposição em comparação com o metano. No entanto, estes precursores podem também adsorver-se às paredes internas das câmaras e tubagens do sistema, conduzindo potencialmente a problemas de contaminação que afectam a fiabilidade do sistema e a repetibilidade da produção.
Em resumo, embora o crescimento do grafeno exija tradicionalmente temperaturas elevadas, os avanços na CVD assistida por catalisadores e a utilização de precursores de carbono específicos permitiram a síntese de grafeno a temperaturas significativamente mais baixas, até 725°C. Este desenvolvimento é crucial para reduzir os custos energéticos e aumentar a viabilidade da produção de grafeno para várias aplicações.
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