새로운 연구 결과, 더 나은 흑연 필름이 밝혀졌습니다.

고품질 흑연은 뛰어난 기계적 강도, 열 안정성, 높은 유연성, 그리고 매우 높은 평면 내 열 및 전기 전도성을 가지고 있어 전화기의 배터리로 사용되는 광열 전도체와 같은 많은 응용 분야에서 가장 중요한 첨단 소재 중 하나입니다.예를 들어, 특수 유형의 흑연인 고차 열분해 흑연(HOPG)은 실험실에서 가장 일반적으로 사용되는 소재 중 하나입니다.재료.이러한 우수한 특성은 그래핀 층의 탄소 원자 간의 강한 공유 결합이 뛰어난 기계적 특성, 열 및 전기 전도성에 기여하는 반면 그래핀 층 간의 상호 작용은 매우 적은 흑연의 층상 구조 때문입니다.이 작용으로 인해 높은 수준의 유연성이 제공됩니다.흑연.흑연은 1000년 이상 자연에서 발견되었고 인공 합성은 100년 이상 연구되었지만 천연 및 합성 흑연 샘플의 품질은 이상적이지 않습니다. 예를 들어, 흑연 재료에서 가장 큰 단결정 흑연 도메인의 크기는 일반적으로 1mm 미만으로 석영 단결정 및 실리콘 단결정과 같은 많은 결정의 크기와 극명한 대조를 이룹니다.크기는 미터 규모에 이를 수 있습니다.단결정 흑연의 매우 작은 크기는 흑연 층 간의 약한 상호 작용으로 인한 것이며, 그래핀 층의 평탄성은 성장 중에 유지하기 어려워 흑연은 무질서한 여러 단결정 입계로 쉽게 분해됩니다.이 핵심 문제를 해결하기 위해 울산과학기술원(UNIST) 명예교수와 그의 공동 연구자인 류카이후이 교수, 베이징대학교의 왕엔게 교수 및 기타 연구자들은 얇은 자릿수 흑연 단결정을 합성하기 위한 전략을 제안했습니다.필름, 인치 규모까지. 그들의 방법은 기질로 단결정 니켈 호일을 사용하고, 탄소 원자는 "등온 용해-확산-증착 공정"을 통해 니켈 호일의 뒷면에서 공급됩니다.기체 상태의 판지 소스를 사용하는 대신, 그들은 흑연 성장을 촉진하기 위해 고체 탄소 재료를 선택했습니다.이 새로운 전략을 사용하면 약 1인치 35마이크론 두께의 단결정 흑연 필름, 즉 며칠 만에 100,000개 이상의 그래핀 층을 생산할 수 있습니다.사용 가능한 모든 흑연 샘플과 비교했을 때, 단결정 흑연은 ~2880 W m-1K-1의 열전도도, 미미한 불순물 함량 및 층 간 거리가 최소입니다.(1) 초평평한 기질로서 대형 단결정 니켈 필름의 성공적인 합성은 합성 흑연의 무질서를 방지합니다. (2) 약 100시간 동안 등온적으로 10만 층의 그래핀을 성장시켜 각 층의 그래핀이 동일한 화학적 환경과 온도에서 합성되도록 하여 균일한 흑연 품질을 보장합니다. (3) 니켈 호일의 뒷면을 통해 탄소를 지속적으로 공급함으로써 그래핀 층이 약 5초마다 한 층씩 매우 빠른 속도로 지속적으로 성장할 수 있습니다.”