Розробка вдосконаленої технології отримання графеноподібного покриття методом LPCVD
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2023.286318Ключові слова:
графен, оксиграфен, покриття, LPСVD метод, CVD метод, мікроструктура, Раманівська спектроскопія, густинаАнотація
Об’єктом дослідження в даній роботі було покриття оксиграфену на підкладці монокристалу кремнію. В роботі застосовано метод осадження з газової фази при низькому тиску LPСVD (Low Pressure Chemical Vapour Deposition) для отримання графеноподібних покриттів на термостійких матеріалах. Особливістю запропонованого LPCVD методу в порівнянні з класичним методом осадження з газової фази CVD (Chemical Vapour Deposition) методом каталітичного розкладу карбонвмісного газу з наступним осадженням графеноподібного покриття на мідному темплаті є застосування більшого парціального тиску газу, що призводить до осадження графеноподібного покиття не лише на поверхні мідного темплату-каталізатора, а й у всьому об’ємі реакційної камери та внесених до неї матеріалів. Як модель для нанесення покриття було використано темплат з монокристалічного кремнію. Отримані покриття різної товщини було досліджено методами скануючої електронної мікроскопії, Раманівської спектроскопії та проведено оцінку густини методом гелієвої пікнометрії. На основі аналізу результатів, отриманих з застосуванням методу скануючої електронної мікроскопії було показано можливість варіювання товщини покриття оксиграфену. Крім того, формування оксиграфену на підкладці монокристалу кремнію підтверджено методом Раманівської спектроскопії, а саме присутністю характерних піків в спектрах досліджуваних матеріалів. З використанням методу гелієвої пікнометрії виявлено зниження густини матеріалу з покриттям з 2,25 г/см3 до 2,08 г/см3. Встановлено, що чим більша товщина покриття, тим нижча густина. Узагальнюючий аналіз показав, що розроблена LPСVD технологія дозволяє отримувати покриття оксиграфену на матеріалах будь-якої форми, пористості, розмірів та стійких за температур понад 600 °С з метою функціоналізації їх поверхні та вдосконалення і покращення властивостей.
Посилання
- Zhang, F., Yang, K., Liu, G., Chen, Y., Wang, M., Li, S., Li, R. (2022). Recent advances on graphene: Synthesis, properties and applications. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 160, 107051. doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2022.107051
- Zeng, H., Qu, S., Tian, Y., Hu, Y., Li, Y. (2023). Recent progress on graphene oxide for next-generation concrete: Characterizations, applications and challenges. Journal of Building Engineering, 69, 106192. doi: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.106192
- Janavika, K. M., Prakash Thangaraj, R. (2023). Graphene and its application: A review. Materials Today: Proceedings. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.05.446
- Singh, J., Jindal, N., Kumar, V., Singh, K. (2023). Role of green chemistry in synthesis and modification of graphene oxide and its application: A review study. Chemical Physics Impact, 6, 100185. doi: https://doi.org/10.1016/j.chphi.2023.100185
- Liu, J., Chen, S., Liu, Y., Zhao, B. (2022). Progress in preparation, characterization, surface functional modification of graphene oxide: A review. Journal of Saudi Chemical Society, 26 (6), 101560. doi: https://doi.org/10.1016/j.jscs.2022.101560
- Kartel, M. T. (2019). Formuvannia struktury ta vlastyvostei sp2-vuhletsevykh nanomaterialiv i funktsionalnykh kompozytiv za yikh uchasti. Kyiv: Instytut khimii poverkhni im. O. O. Chuika NAN Ukrainy; TOV «NVP Interservis», 364.
- Wick, P., Louw-Gaume, A. E., Kucki, M., Krug, H. F., Kostarelos, K., Fadeel, B. et al. (2014). Classification Framework for Graphene-Based Materials. Angewandte Chemie International Edition, 53 (30), 7714–7718. doi: https://doi.org/10.1002/anie.201403335
- Iatsenko, A., Sych, O., Synytsia, A., Zaremba, P., Zahorodnia, S., Nikolenko, A., Tomila, T., Bykov, O. (2023). Structure and properties of biogenic hydroxyapatite bioceramics modified by graphene-like structures. Applied Nanoscience. doi: https://doi.org/10.1007/s13204-023-02927-x
- Slobodian, O. M., Lytvyn, P. M., Nikolenko, A. S., Naseka, V. M., Khyzhun, O. Yu., Vasin, A. V. et al. (2018). Low-Temperature Reduction of Graphene Oxide: Electrical Conductance and Scanning Kelvin Probe Force Microscopy. Nanoscale Research Letters, 13 (1). doi: https://doi.org/10.1186/s11671-018-2536-z
- Kaniyoor, A., Ramaprabhu, S. (2012). A Raman spectroscopic investigation of graphite oxide derived graphene. AIP Advances, 2 (3). doi: https://doi.org/10.1063/1.4756995
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Artem Iatsenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
