BR112012002705A2 - tecnicas de desligamento e transferencia de grafeno heteroepitaxialmente desenvolvido e produtos que incluem o mesmo - Google Patents

Abstract

TÉCNICAS DE DESLIGAMENTO E TRANSFERÊNCIA DE GRAFENO HETEROEPITAXIALMENTE DESENVOLVIDO E PRODUTOS QUE INCLUEM O MESMO A presente invenção refere-se ao uso de grafeno como revestimento condutor transparente (RCT). Em alguns exemplos de modalidades, películas de grafeno finas desenvolvidas heteroepitaxialmente em grandes áreas, por exemplo, sobre uma película de catalisador fina, a partir de um gás de hidrocarboneto (tal como, por exemplo, C2H2, CH4 ou assim por diante similarmente). As películas de grafeno finas de alguns exemplos de modalidades podem ser dopadas ou não dopadas. Em alguns exemplos de modalidades, películas de grafeno finas, uma vez formadas, poderão ser removi- das de seus substratos que funcionam como veículos e transferidas para receber substratos, por exemplo, para inclusão em um produto intermediário ou final. Grafeno desenvolvido, removido e transferido dessa maneira poderá exibir baixas resistências na lâmina (por exemplo, inferior a 150 ohms/quadrado e menor quando dopado) e altos valores de transmissão (por exemplo, pelo menos nos espectros visível e infravermelho).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TÉCNICAS 7 DE DESLIGAMENTO E TRANSFERÊNCIA DE GRAFENO HETEROEPI- TAXIALMENTE DESENVOLVIDO E PRODUTOS QUE INCLUEM O MES- ' MO".

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a películas finas que compreen- dem grafeno. Mais particularmente, alguns exemplos de modalidades desta invenção referem-se ao uso de grafeno como revestimento condutor trans- parente (RCT). Em alguns exemplos de modalidades, películas de grafeno finas desenvolvidas heteroepitaxialmente em grandes áreas, por exemplo, sobre uma película de catalisador fina, a partir de um gás de hidrocarboneto 7 (tal como, por exemplo, C2H2, CH, ou assim por diante semelhantemente). : As películas de grafeno finas de alguns exemplos de modalidades podem ser dopadas ou não dopadas. Em alguns exemplos de modalidades, pelícu- las de grafeno finas, uma vez formadas, poderão ser removidas de seus substratos que funcionam como veículos e transferidas para receber subs- tratos, por exemplo, para inclusão em um produto intermediário ou final. ANTECEDENTE E SUMÁRIO DE EXEMPLOS DE MODALIDADES DA IN-

VENÇÃO Revestimentos de óxido de índio-estanho (OIE) e óxido de esta- nho dopado com flúor (OEF ou SnO:F) são amplamente usados como ele- trodos de janela em dispositivos optoeletrônicos. Esses óxidos condutores transparentes (OCTs) têm sido imensamente bem-sucedidos em uma varie- dade de aplicações. Infelizmente, entretanto, o uso de OIE e OEF está se tornando crescentemente problemático por vários motivos. Tais problemas incluem, por exemplo, o fato de que há uma quantidade limitada do elemento índio disponível na Terra, a instabilidade dos OCTs na presença de um ácido ou base, sua suscetibilidade a difusão de íons de camadas condutoras de íons, sua transparência limitada na região do infravermelho próximo (por e- xemplo, espectro rico em potência), alto vazamento de corrente de dispositi- vos de OEF causado por defeitos na estrutura do OEF, etc. A natureza friá- vel do OIE e sua alta temperatura de deposição pode também limitar suas aplicações. Além disso, asperezas na superfície de SnO2:F podem causar ' produção de arco problemática. 2 Assim, entender-se-á que há uma necessidade no estado da técnica de materiais planos lisos e padronizáveis para eletrodos com boa estabilidade, alta transparência e excelente condutividade.

A busca de novos materiais para eletrodos com boa estabilida- de, alta transparência e excelente condutividade está em andamento. Um aspecto dessa busca envolve identificar alternativas viáveis para tais OCTs convencionas. Sob esse aspecto, o inventor da presente desenvolveu um revestimento condutor transparente (RCT) viável à base de carbono, especi- ficamente grafeno.

' O termo grafeno geralmente se refere a uma ou mais camadas .- atômicas de grafita, por exemplo, com uma única camada de grafeno, ou UCG, que é extensível até n-camadas de grafita (por exemplo, onde n pode sertão elevado quanto cerca de 10). Descoberta recente sobre grafeno e isolamento (por meio de clivagem de grafita cristalina) na Universidade de Manchester ocorre em um momento em que a tendência em eletrônica é reduzir as dimensões dos elementos do circuito à escala de nanômetros.

Nesse sentido, grafeno levou inesperadamente a um novo mundo de propri- edades optoeletrônicas únicas, não encontradas em materiais eletrônicos padrões. Esse fato decorre da relação de dispersão linear (E versus k), que dá origem a portadoras de carga no grafeno que apresentam uma massa em repouso zero e se comportam como partículas relativísticas. O comporta- mento similarmente relativístico de elétrons sem localização que se deslo- cam em torno de átomos de carbono resulta da interação desses elétrons com o potencial periódico da estrutura alveolar do grafeno que dá origem a novas quase-partículas que sob baixas energias (E < 1,2 eV) são precisa- mente descritas pela equação (2+1)-dimensional de Dirac, com uma veloci- dade eficaz da luz vr = c/300 = 10º ms. Portanto, as técnicas bem estabele- cidas de eletrodinâmica quântica (EDQ) (que tratam de fótons) podem ser tomadas para servir de apoio ao estudo de grafeno — com o aspecto adicio- nalmente vantajoso sendo aquele em que esses efeitos são ampliados no grafeno por um fator de 300. Por exemplo, a constante de acoplamento uni- versal a é de aproximadamente 2 no grafeno em comparação com 1/137 no vácuo.

Vide K.S.

Novoselov, Electrical Field Effect in Atomically Thin Carbon Films, Science, vol. 306, pp. 666-69 (2004), cujo conteúdo é aqui incorpora- do

Apesar de ter a espessura de apenas um átomo (no mínimo), o grafeno é química e termicamente estável (embora o grafeno possa ser oxi- dado na superfície a 300 graus C), permitindo desse modo que dispositivos à base de grafeno fabricados de maneira bem-sucedida resistam a condi- ções ambientes.

Lâminas de grafeno de alta qualidade foram primeiramente produzidas por clivagem micromecânica de grafita bruta.

A mesma técnica está sendo tornada mais precisa para proporcionar atualmente cristalitos de grafeno de alta qualidade de até 100 um? de tamanho.

Esse tamanho é sufi- ciente para a maioria dos objetivos de pesquisa em microeletrônica.

Conse- quentemente, a maior parte das técnicas desenvolvidas até o momento, principalmente em universidades, tem se concentrado na amostra microscó- pica e na preparação e caracterização de dispositivos em vez de sua ampli-

ação.

Ao contrário da maioria das tendências atuais de pesquisa, para compreender o pleno potencial do grafeno como possível RCT, é essencial deposição de material de alta qualidade em substratos de grandes áreas (por exemplo, substratos de vidro ou plástico). Até agora, processos de pro- dução de grafeno em grande escala baseiam-se na esfoliação de grafita bru- ta usando produtos químicos em base úmida, e começam com grafita piroli- tica altamente ordenada (GPAO) e esfoliação química.

Como se sabe, GPAO é uma forma de grafita pirolítica altamente ordenada com uma abertu- ra angular dos eixos c menor que um grau, e usualmente é produzida por recozimento sob tensão a 3.300 K.

GPAO comporta-se de modo muito pare- cido com um metal puro pelo fato de que é em geral refletivo e eletricamente — condutor, embora friável e escamoso.

Grafeno produzido dessa maneira é filtrado e em seguida aderido a uma superfície.

No entanto, há desvantagens no processo de esfoliação.

Por exemplo, grafeno esfoliado tende a dobrar-se

. e tornar-se enrugado, existe como pequenas fitas e depende de um proces- " so de colagem/costura para deposição, carece de controle inerente sobre o BR número de camadas de grafeno, etc. O material assim produzido é frequen- temente contaminado por intercalados e, assim, apresenta baixo grau de propriedades eletrônicas. Uma análise em profundidade do diagrama de fases do carbono mostra condições de janela do processo adequadas para produzir não só | grafita e diamante, como também outras formas alotrópicas tais como, por exemplo, nanotubos de carbono (NTC). Deposição catalítica de nanotubos é realizada a partir de uma fase gasosa a temperaturas tão altas quanto 1.000 graus C por meio de vários grupos. ' Em contraste com essas áreas de pesquisa convencionais e z técnicas convencionais, alguns exemplos de modalidades desta invenção | referem-se a uma técnica escalável para desenvolver heteroepitaxialmente | 15 grafita monocristalina (n tão grande quanto cerca de 15) e convertê-la em grafeno de alto grau eletrônico (GAE) (n < cerca de 3). Alguns exemplos de modalidades também se referem ao uso de grafeno GAE em películas de | grafeno ultrafinas condutoras transparentes (em termos de espectros visível e infravermelho), por exemplo, como alternativa aos eletrodos de janela de óxidos de metais empregados de modo onipresente em uma variedade de aplicações (incluindo, por exemplo, células solares do estado sólido). A téc- nica de desenvolvimento de alguns exemplos de modalidades baseia-se em um processo DVC heteroepitaxial conduzido cataliticamente que ocorre a uma temperatura que é suficientemente baixa para ser conveniente ao vidro. —Porexemplo, princípios de termodinâmica bem como cinéticos permitem que películas de grafeno GAE sejam cristalizadas a partir da fase gasosa sobre uma camada-semente de catalisador a uma temperatura inferior a cerca de 700 graus C. Alguns exemplos de modalidades também usam hidrogênio a- tômico, que tem sido provado ser um potente radical para sequestrar conta- . minação carbonácea amorfa em substratos e ser capaz de atuar assim a baixas temperaturas de processo. Ele é também extremamente bom na re- |

SA

. moção de óxidos e outras sobrecamadas deixadas normalmente por proce- ' dimentos de causticação. : Alguns exemplos de modalidades desta invenção referem-se a um método de isolamento de uma película de grafeno fina. A película de gra- fenofinaé heteroepitaxialmente desenvolvida sobre uma película de catali- sador fina. Um revestimento à base de polímero é disposto sobre a película de grafeno fina em uma superfície desta oposta à película de catalisador fina. O revestimento à base de polímero é curado. A película de grafeno fina e o revestimento à base de polímero são levados a ser liberados da película de catalisador fina. | Em alguns exemplos de modalidades, a película de catalisador ' fina é disposta sobre um substrato de suporte posterior, com esse substrato . de suporte posterior sendo formado na película de catalisador fina em uma superfície desta oposta à película de grafeno fina. A camada de liberação da | 15 película fina é disposta entre o substrato de suporte posterior e a película de | catalisador fina.

Em alguns exemplos de modalidades, a película de grafeno fina e o revestimento à base de polímero são liberados da película de catalisador fina por decapagem da película de catalisador fina.

Em alguns exemplos de modalidades, a película de grafeno fina e o revestimento à base de polímero são dispostos, direta ou indiretamente, sobre um substrato receptor alvo usando pressão de contato, com a película de grafeno fina estando mais próxima do substrato receptor alvo do que o revestimento à base de polímero. A camada à base de polímero pode ser removida dissolvendo-a com uso de um solvente e/ou mediante exposição a radiação UV.

Alguns exemplos de modalidades desta invenção referem-se a um método de disposição de uma película de grafeno fina sobre um substra- to receptor alvo. A película de grafeno fina é heteroepitaxialmente desenvol- * 30 vidasobre uma película de catalisador fina. Um revestimento à base de po- . límero é disposto sobre a película de grafeno fina em uma superfície desta oposta à película de catalisador fina. A película de grafeno fina e o revesti-

mento à base de polímero são levados a ser liberados da película de catali- 1 sador fina. A película de grafeno fina e o revestimento à base de polímero . são dispostos, direta ou indiretamente, sobre o substrato receptor alvo usan- do pressão de contato, com a película de grafeno fina estando mais próxima do substrato receptor alvo do que o revestimento à base de polímero. A ca- mada à base de polímero é removida expondo-a a um solvente e/ou radia- ção UV.

Alguns exemplos de modalidades desta invenção referem-se a um método de disposição de uma película de grafeno fina sobre um substra- toreceptor alvo. A película de grafeno fina é heteroepitaxialmente desenvol- vida sobre uma película de catalisador fina metálico. A película de grafeno , fina e a película de catalisador fina são dispostas, direta ou indiretamente, . sobre o substrato receptor alvo. A película de catalisador fina abaixo do gra- feno é eletroquimicamente anodizada de modo a tornar a película de catali- sadorfina um óxido de metal substancialmente transparente.

Alguns exemplos de modalidades desta invenção referem-se a um método de disposição de uma película de grafeno fina sobre um substra- to receptor alvo. A película de grafeno fina é heteroepitaxialmente desenvol- vida sobre uma película de catalisador fina. Um adesivo é aplicado à película de grafeno fina em uma superfície desta oposta à película de catalisador fina. A película de grafeno fina é levada a ser liberada da película de catali- sador fina. A película de grafeno fina é aderida ao substrato receptor alvo.

As características, aspectos, vantagens e exemplos de modali- dades descritos aqui poderão ser combinados para concretizar ainda moda- lidades adicionais.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Essas e outras características e vantagens poderão ser mais bem e mais completamente entendidas mediante referência à seguinte des- crição detalhada de modalidades ilustrativas exemplares em conjunto com osdesenhos,na qual: a figura 1 é um fluxograma de alto nível que ilustra as técnicas gerais de alguns exemplos de modalidades;

7I34 a figura 2 é uma vista esquemática de exemplo das técnicas de desenvolvimento catalítico de alguns exemplos de modalidades, ilustrando a introdução do gás de hidrocarboneto, a dissolução de carbono e os possí- veis resultados de extinção da reação, de acordo com alguns exemplos de modalidades;

a figura 3 é um fluxograma que ilustra uma primeira técnica de exemplo para dopar grafeno de acordo com alguns exemplos de modalida- des;

a figura 4 é um fluxograma que ilustra uma segunda técnica de exemplo para dopar grafeno de acordo com alguns exemplos de modalida- des;

a figura 5 é uma vista esquemática de exemplo que ilustra uma terceira técnica de exemplo para dopar grafeno de acordo com alguns e- xemplos de modalidades;

a figura 6 é um gráfico que ilustra temperatura versus tempo en- volvida na dopagem de grafeno de acordo com alguns exemplos de modali- dades;

a figura 7 é uma pilha de camadas de exemplo útil nas técnicas de liberação ou de desligamento de grafeno de acordo com alguns exemplos demodalidades;

a figura 8 é uma vista esquemática de exemplo de um aparelho de laminação que pode ser utilizado para dispor o grafeno sobre o o substra- to de vidro alvo de acordo com alguns exemplos de modalidades;

a figura 9 é uma vista esquemática transversal de um reator a-

dequado para depositar grafeno de alto grau eletrônico (GAE) de acordo com um exemplo de modalidade;

a figura 10 é um fluxo de processo de exemplo que ilustra um pouco do desenvolvimento catalítico por DVC, remoção e técnicas de trans- ferência de alguns exemplos de modalidades;

a figura 11 é uma imagem de uma amostra de grafeno produzida de acordo com alguns exemplos de modalidades;

a figura 12 é uma vista esquemática transversal de um dispositi-

. vo fotovoltaico solar que incorpora camadas à base de grafeno de acordo | ' com alguns exemplos de modalidades; a figura 13 é uma vista esquemática transversal de uma tela de toque que incorpora camadas à base de grafeno de acordo com alguns e- xemplosde modalidades; a figura 14 é um fluxograma que ilustra uma técnica de exemplo para formar uma linha condutora de dados/barramentos de acordo com al- guns exemplos de modalidades; e a figura 15 é uma vista esquemática de uma técnica para formar umalinha condutora de dados/barramentos de acordo com alguns exemplos l de modalidades. | ' DESCRIÇÃO DETALHADA DE EXEMPLOS DE MODALIDADES DA IN- : VENÇÃO Alguns exemplos de modalidades desta invenção referem-se a uma técnica escalável para desenvolver heteroepitaxialmente grafita mono- cristalina (n tão grande quanto cerca de 15) e convertê-la em grafeno de alto grau eletrônico (GAE) (n < cerca de 3). Alguns exemplos de modalidades também se referem ao uso de grafeno GAE em películas de grafeno ultrafi- nas condutoras transparentes (em termos de espectros visível e infraverme- lho), por exemplo, como alternativa aos eletrodos de janela de óxidos de me- tais empregados de modo onipresente em uma variedade de aplicações (in- : cluindo, por exemplo, células solares do estado sólido). A técnica de desen- volvimento de alguns exemplos de modalidades baseia-se em um processo DVC heteroepitaxial conduzido cataliticamente que ocorre a uma temperatu- raqueé suficientemente baixa para ser conveniente ao vidro.

Por exemplo, princípios de termodinâmica bem como cinéticos permitem que películas de grafeno GAE sejam cristalizadas a partir da fase gasosa sobre uma camada- semente de catalisador (por exemplo, a uma temperatura inferior a cerca de 600 graus C). “30 A figura 1 é um fluxograma de alto nível que ilustra as técnicas . gerais e alguns exemplos de modalidades.

Como mostrado na figura 1, as técnicas gerais e alguns exemplos de modalidades podem ser classificados | O .-..ô.ô2« 0 OSSO A

% : como pertencentes a uma de quatro etapas básicas: cristalização de grafeno ! ' em um suporte posterior adequado (etapa S101), liberação ou desligamento ' de grafeno do suporte posterior (etapa S103), transferência de grafeno para o substrato ou superfície alvo (etapa S105) e incorporação do substrato ou superfície alvo em um produto (etapa S107). Como explicado em maiores detalhes abaixo, será entendido que o produto referido na etapa S107 pode ser um produto intermediário ou um produto final. Técnicas de Exemplo de Cristalização de Grafeno As técnicas de cristalização de grafeno de alguns exemplos de modalidades poderão ser concebidas como envolvendo "craqueamento" de um gás de hidrocarboneto e remontagem dos átomos de carbono na estrutu- Ú ra alveolar familiar sobre uma área grande (por exemplo, uma área de cerca : de 1 (um) metro ou mais), por exemplo, influenciando a via catalítica na su- ; perfície. As técnicas de cristalização de grafeno de alguns exemplos de mo- | dalidades ocorrem sob alta temperatura e pressões moderadas. Detalhes ' ilustrativos desse processo de exemplo serão descritos abaixo. As técnicas de desenvolvimento catalítico de alguns exemplos de modalidades são até certo grau relacionadas com as técnicas que têm sido usadas para desenvolver grafita em uma área heteroepitaxial. Um cata- i lisador para cristalização de grafeno é disposto em um suporte posterior a- dequado. O suporte posterior poderá ser qualquer material adequado capaz de resistir a altas temperaturas (por exemplo, temperaturas de até cerca de

1.000 graus C) tais como, por exemplo, certas produtos de cerâmica ou de vidro, materiais com inclusão de zircônio, materiais de nitreto de alumínio, discos de silício, etc. Uma película fina é disposta, direta ou indiretamente, sobre o suporte posterior, assegurando desse modo que sua superfície seja substancialmente não contaminada antes do processo de cristalização. O | inventor da presente invenção descobriu que cristalização de grafeno é facili- ! tada quando quando a camada de catalisador possui substancialmente uma ' 30 estrutura cristalina com única orientação. Sob esse aspecto, determinou-se . que pequenos grãos são menos vantajosos, uma vez que sua estrutura em mosaico essencialmente será transferida para a camada de grafeno. Em

É

NM qualquer caso, verifica-se que a orientação particular da estrutura cristalina é 7 grandemente insignificante para cristalização de grafeno, contanto que a : camada de catalisador, pelo menos em parte substancial, apresente uma estrutura cristalina de única orientação.

Na verdade, verifica-se que a au- —sência comparativa de limites de grãos (ou baixo teor de grãos) no catalisa- dor resulta na mesma orientação ou uma orientação similar para o grafeno desenvolvido, e constata-se que proporciona grafeno de alto grau elétrico

(GAE). A própria camada de catalisador pode ser disposta sobre o su- porte posterior por meio de qualquer técnica adequada tais como, por exem- plo, pulverização, deposição de vapor por combustão (DVC), pirólise por " chama, etc.

A própria camada de catalisador poderá compreender qualquer BR material de metal adequado ou material com inclusão de metal.

Por exem- plo, a camada de catalisador poderá compreender, por exemplo, metais tais como níquel, cobalto, ferro, permaliga (por exemplo, ligas de níiquel-ferro, geralmente compreendendo cerca de 20% de ferro e 80% de níquel), ligas de níquel e cromo, cobre e combinações destes.

Naturalmente, outros me- tais podem ser usados em conjunto com alguns exemplos de modalidades.

O inventor descobriu que camadas de catalisador de níquel ou que inclui níquel são particularmente vantajosas para cristalização de grafeno, e que ligas de níquel e cromo são ainda mais vantajosas.

Além disso, o inventor descobriu que a quantidade de cromo em camadas de níquel-cromo (tam- bém às vezes chamadas camadas de nicromo ou NiCr) pode ser otimizada de modo a promover a formação de cristais grandes.

Em particular, 3-15% deCrna camada de NiCr é preferível, 5-12% de Cr na camada de NiCr é mais preferível e 7-10% de Cr na camada de NiCr é ainda mais preferível.

Verifica-se também que a presença de vanádio na película fina de metal é vantajosa para promover desenvolvimento de cristais grandes.

A camada de catalisador pode ser relativamente fina ou grossa.

Por exemplo, a película fina poderá ter 50-1.000 nm de espessura, mais preferencialmente 75-750 nm de espessura, e ainda mais preferencialmente 100-500 nm de espessu- ra, Um "desenvolvimento de cristais grandes" pode em certos casos de e-

xemplo incluir cristais que apresentam um comprimento ao longo de um eixo

7 principal da ordem de décimos de mícrons, e ocasionalmente até mais. : Uma vez que a película de catalisador fina é disposta sobre o suporte posterior, um gás de hidrocaboneto (por exemplo, gás CaH>, gás CH, etc) é introduzido em uma câmara em que se localiza o suporte poste- rior com a película de catalisador fina disposta nele.

O gás de hidrocarbone- to pode ser introduzido sob uma pressão que varia de cerca de 5-150 mTorr, mais preferencialmente de 10-100 mTorr.

Em geral, quanto maior a pressão, mais rápido o desenvolvimento do grafeno.

O suporte posterior e/ou a câma- racomo um todo é/são então aquecido(s) para dissolver ou para "craquea- mento aberto" do gás hidrocarboneto.

Por exemplo, o suporte posterior po- ' derá ser elevado a uma temperatura na faixa de 600-1.200 graus C, mais . preferencialmente de 700-1.000 graus C, e ainda mais preferencialmente de 800-900 graus C.

O aquecimento pode ser realizado por qualquer técnica adequada tal como, por exemplo, via um aquecedor de infravermelho (IV) de ondas curtas.

O aquecimento pode se dar em um ambiente que compreende um gás tal como argônio, nitrogênio, uma mistura de nitrogênio e hidrogênio, ou outro ambiente adequado.

Noutras palavras, o aquecimento do gás de hidrocarboneto poderá ocorrer em um ambiente que compreende outros ga- sesem alguns exemplos de modalidades.

Em alguns exemplos de modali- dades, pode ser desejável usar uma mistura de gases de hidrocarboneto,

um outro gás inerte ou outro gás (por exemplo, CH, misturado com Ar). O grafeno desenvolver á nesse ambiente ou outro ambiente a- dequado.

Para parar o desenvolvimento e ajudar a assegurar que o grafeno está crescido na superfície do caralisador (por exemplo, ao contrário de ser incrustado no catalisador), alguns exemplos de modalidades empregam um processo de extinção da reação.

A extinção da reação pode ser realizada usando um gás inerte tal como, por exemplo, argônio, nitrogênio, combina- ções destes, etc.

Para promover desenvolvimento de grafeno na superfície da camada de catalisador, a extinção da reação deve ser realizada de modo razoavelmente rápido.

Mais particularmente, verificou-se que extinção da reação rápida demais ou lenta demais resulta em desenvolvimento insatisfa-

tório ou sem grafeno na superfície da camada de catalisador.

Geralmente, 7 verifica-se que resfriamento de modo a reduzir a temperatura do suporte : e/ou substrato posterior de cerca de 900 graus C a 700 graus C (ou menos) durante o curso de vários minutos promove bom desenvolvimento de grafe- no,por exemplo, via quimiossorção.

Desse modo, a figura 2 é uma vista es- quemática de exemplo das técnicas de desenvolvimento catalítico de alguns exemplos de modalidades, ilustrando a introdução do gás de hidrocarboneto, a dissolução de carbono e os possíveis resultados de extinção da reação, de acordo com alguns exemplos de modalidades.

O processo de desenvolvimento de grafeno impõe a estrita rela- ção de espessura da película t = n x SLG, em que n envolve certo número : discreto de etapas.

Identificar muito rapidamente se grafeno foi produzido e BR determinar o valor de n na área da película é rigorosamente equivalente a medir qualidade e uniformidade da película em uma única medição.

Embora lâminas de grafeno possam ser observadas por meio de microscopia de for- ça atômica ou microscopia de varredura eletrônica, essas técnicas conso- mem tempo e podem também levar a contaminação do grafeno.

Portanto, alguns exemplos de modalidades empregam uma técnica de contraste de fases que aumenta a visibilidade de grafeno nas superfícies pretendidas do catalisador.

Isso pode ser efetuado com vistas a mapear qualquer variação no valor de n na superfície de deposição na peícula de catalisador metálico.

A técnica reside no fato de que o contraste de grafeno pode ser acentuado substancialmente mediante revestimento rotativo de um material sobre ele.

Por exemplo, um revestimento curável por UV amplamente utilizado (por exemplo, PMMA) pode ser revestido por rotação, impresso com tela, revesti- do por gravura ou disposto de outra maneira sobre grafeno/metal/suporte posterior, por exemplo, em uma espessura suficiente para tornar a película visível e contínua (por exemplo, com cerca de 1 (um) mícron de espessura). Como explicado em maiores detalhes abaixo, a inclusão de um revestimento de polímero também pode facilitar o processo de remoção do grafeno antes de sua transferência para a superfície final.

Isto é, além de proporcionar uma indicação de quando a formação de grafeno está completa, o revestimento de polímero também pode proporcionar um suporte para o grafeno altamen- , te elástico quando a camada de metal é liberada ou diversamente desligada : do suporte posterior como explicado em detalhes abaixo.

No caso em que uma camada é desenvolvida espessa demais (intencional ou não intencionalmente), a camada pode ser reduzida por causticação, por exemplo, usando átomos de hidrogênio (H*). Essa técnica pode ser vantajosa em várias situações de exemplo. Por exemplo, onde o- corre desenvolvimento rápido demais, inesperado, irregular, etc., H* pode ser usado para corrigir tais problemas. Como outro exemplo, para assegurar que grafeno suficiente seja desenvolvido, grafita pode ser criada, grafeno pode ser depositado e o grafeno pode ser seletivamente causticado de volta ' ao grafeno GAE com nível n desejado, por exemplo, usando H*. Como outro . exemplo ainda, H* pode ser usado para remover seletivamente por caustica- ção grafeno, por exemplo, para criar áreas condutoras e áreas não conduto- ras. lsso pode ser realizado aplicando uma máscara apropriada, realizando a causticação e, em seguida, removendo a máscara, por exemplo.

Estudos teóricos de grafeno têm mostrado que a mobilidade de portadoras pode maior que 200.000 em?/(V.s). Medições experimentais de grafeno desenvolvido heteroepitaxialmente e tratado em fase gasosa mos- tram resistividade tão baixa quanto 3 x 10º Q-cm, que é melhor do que a de películas de prata finas. A resistência das lâminas para essas camadas de grafeno verifica-se ser de cerca de 150 ohms/quadrado. Um fator que pode variar é o número de camadas de grafeno que é necessário para proporcio- nar a resistividade mais baixa e resistência das lâminas, e entender-se-á que a espessura desejada do grafeno pode variar dependendo da aplicação- alvo. Em geral, grafeno adequado para a maioria das aplicações poderá ser n = 1-15 camadas de grafeno, mais preferencialmente n = 1-10 camadas de grafeno, ainda mais preferencialmente n = 1-5 camadas de grafeno e ocasi- onalmente n = 2-3 camadas de grafeno. Uma camada de grafeno n = 1 veri- fica-se resultar em uma queda de transmissão de cerca de 2,3-2,6%. Verifi- ca-se que essa redução na transmissão é geralmente linear através subs- tancialmente de todo o espectro, por exemplo, variando do ultravioleta (UV),

passando pelo visível e pelo IV.

Além disso, verifica-se que a perda de " transmissão é substancialmente linear com cada incremento sucessivo de n. . Técnicas de Dopagem de Exemplo

Embora uma resistência de lâmina de 159 ohms/quadrado possa ser adequada para certas aplicações de exemplo, entender-se-á que uma redução adicional na resistência da lâmina poderá ser desejável para dife- rentes aplicações de exemplo.

Por exemplo, entender-se-á uma resistência de lâmina de 10-20 ohms/quadrado poderá ser desejável para certas aplica- ções de exemplo.

O inventor da presente invenção determinou que a resis-

tênciada lâmina pode ser baixada via a dopagem do grafeno.

Sob esse aspecto, possuindo uma espessura atômica apenas de ' camada, o grafeno exibe transporte balístico em uma escala de submícron e . pode ser dopado densamente — seja por tensões de porta ou adsorvatos ou intercalados moleculares no caso em que n 2 2 — sem perda significativa de mobilidade.

Foi determinado pelo inventor da presente invenção que no gra- feno, com exceção da distinção doador/receptor, há em geral duas classes diferentes de dopantes, a saber, paramagnéticos e não magnéticos.

Ao con- trário de semicondutores comuns, esses últimos tipos de impurezas atuam geralmente como dopantes bastante fracos, enquanto as impurezas para- “magnéticas produzam dopagem forte.

Devido ao polimento linear, a densi- dade de estados simétricos de buracos de elétrons (DOS em inglês) próxima do ponto de Dirac do grafeno, estados de impurezas localizados sem polari- zação de spin, prendem-se ao centro da pseudolacuna.

Assim, estados de impurezas no grafeno distinguem-se fortemente de suas contrapartidas em semicondutores usuais, nos quais os DOS nas faixas de valência e condu- ção são muito diferentes e níveis de impurezas ficam em geral afastados do centro da lacuna.

Embora não se possa esperar um forte efeito de dopagem que requer existência de níveis de doador (ou receptor) bem-definidos vários décimos de elétrons-volt distantes do nível de Fermi, se a impureza apresen- taum momento magnético local, seus níveis de energia dividem-se mais ou menos simetricamente pela troca de Hund, da ordem de 1 eV, o que propor- ciona uma situação favorável a um forte efeito de impureza por dopagem na estrutura eletrônica de sistemas bidimensionais com espectro semelhante a " Dirac tais como aqueles presentes em grafeno. Essa linha de raciocínio po- BR de ser usada para orientar a escolha de moléculas que formam tanto siste- mas de moléculas únicas paramagnéticas quanto sistemas de dímeros dia- —magnéticospara dopar grafeno e aumentar sua condutividade de 10º S/cm a 10º S/cm, e às vezes até 10º S/cm.

Dopantes de exemplo adequados para uso em conjunto com al- guns exemplos de modalidades incluem nitrogênio, boro, fósforo, fluoretos, lítio, potássio, amônio, etc. Dopantes à base de enxofre (por exemplo, dióxi- do de enxofre) também podem ser usados em conjunto com alguns exem- plos de modalidades. Por exemplo, sulfetos presentes em substratos de vi- ' dro podem ser levados a escoar para fora do vidro e, desse modo, dopar a : camada à base de grafeno. Diversas técnicas de exemplo de dopagem de grafeno são apresentadas em maiores detalhes abaixo.

A figura 3 é um fluxograma que ilustra uma primeira técnica de exemplo para dopar grafeno de acordo com alguns exemplos de modalida- des. A técnica de exemplo da figura 3 envolve essencialmente feixe de íons que implantam o material de dopagem no grafeno. Nessa técnica de exem- plo, grafeno cresce sobre o catalisador metálico (etapa S301), por exemplo, como descrito acima. O catalisador com o grafeno formado sobre ele é ex- posto a um gás que compreende um material a ser usado como dopante (também às vezes referido como gás dopante) (etapa S303). Um plasma é então excitado em uma câmara que contém o catalisador com o grafeno formado sobre ele e o gás dopante (S305). Um feixe de íons é por conse- guinte usado para implantar o dopante no grafeno (S307). Técnicas de e- xemplo de feixes de íons adequadas para essa espécie de dopagem são descritas in, por exemplo, Patentes dos Estados Unidos Nos. 6.602.371,

6.808.606 e Re. 38.358, e Publicação dos Estados Unidos No. 2008/0199702, cada um dos quais é incorporado aqui como referência. À — potência do feixe de íons poderá ser de cerca de 10-200 eV, mais preferen- cialmente 20-50 eV, ainda mais preferencialmente 20-40 eV.

A figura 4 é um fluxograma que ilustra uma segunda técnica de exemplo para dopar grafeno de acordo com alguns exemplos de modalida- ' des. A técnica de exemplo da figura 4 envolve essencialmente pré-implantar ' dopantes do estado sólido no substrato receptor alvo, e, em seguida, levar esses dopantes do estado sólido a migrar para o grafeno quando este é apli- cadoao substrato receptor. Nessa técnica de exemplo, grafeno cresce sobre o catalisador metálico (etapa S401), por exemplo, como descrito acima. O substrato receptor é pré-fabricado de modo a incluir dopantes do estado só- lido (etapa S403). Por exemplo, dopantes do estado sólido podem ser incluí- dos via fusão na formulação no vidro. Cerca de 1-10% de dopante atômico, mais preferencialmente 1-5% de dopante atômico, e ainda mais preferenci- almente 2-3% de dopante atômico, poderão ser incluídos no vidro fundido. O ] grafeno é aplicado ao substrato receptor, por exemplo, usando uma das téc- : nicas de exemplo descritas em detalhes abaixo (etapa S405). Em seguida, os dopantes do estado sólido no substrato receptor são levados a migrar paraografeno. O calor usado na deposição do grafeno levará os dopantes a migrar para a camada de grafeno que é formada. De maneira similar, pelícu- las adicionalmente dopadas podem ser incluídas sobre o vidro e os dopantes nele podem ser levados a migrar através dessas camadas por difusão térmi- ca, por exemplo, criando uma camada de grafeno dopado (n >= 2).

Um feixe de íons também pode ser usado para implantar os do- pantes diretamente no vidro em alguns exemplos de modalidades. A potên- cia do feixe de íons poderá ser de cerca de 10-1.000 eV, mais preferencial- mente de 20-500 eV, ainda mais preferencialmente de 20-100 eV. Quando uma camada intermediária é dopada e usada para proporcionar impurezas nografeno, o feixe de íons poderá operar a cerca de 10-200 eV, mais prefe- rencialmente de 20-50 eV, ainda mais preferencialmente de 20-40 eV.

A figura 5 é uma vista esquemática de exemplo que ilustra uma terceira técnica de exemplo para dopar grafeno de acordo com alguns e- xemplos de modalidades. As técnicas de exemplo da figura 5 envolve es- sencialmente pré-implantar dopantes do estado sólido 507 na camada de catalisador metálico 503 e, em seguida, levar esses dopantes do estado só- lido 507 a migrar para a camada de catalisador 503 à medida que o grafeno é formado, criando desse modo um grafeno dopado 509 na superfície da ' camada de catalisador 503. Mais particularmente, nessa técnica de exemplo, . a camada de catalisador 503 é disposta sobre o suporte posterior 505. À camada de catalisador 503 inclui dopantes do estado sólido 507. Noutras palavras, o catalisador apresenta átomos de dopantes do estado sólido em seu volume (por exemplo, cerca de 1-10%, mais preferencialmente cerca de 1-5% e ainda mais preferencialmente cerca de 1-3%). Gás de hidrocarbone- to 501 é introduzido, a alta temperatura, próximo da camada de catalisador 503 formada. Os dopantes do estado sólido 507 na camada de catalisador 503são levados a migrar para sua superfície externa, por exemplo, por meio dessa alta temperatura, à medida que ocorre a cristalização do grafeno. À ' taxa em que os dopantes chegam à superfície içou-se ser uma função da ' espessura do catalisador e da temperatura. A cristalização é parada via ex- tinção da reação e, finalmente, um grafeno dopado 509 forma-se na superfi- ciedacamada de catalisador 503'. Após a formação do grafeno dopado 509, a camada de catalisador 503' tem agora menos (ou nenhum) dopante do estado sólido 507 localizado nela. Uma vantagem dessa técnica de exemplo refere-se ao potencial para controlar o desenvolvimento de película ultrafina variando cautelosamente a temperatura da superfície metálica, pressão par- ciale tempo de residência da espécie de gás de deposição, bem como os radicais reativos usados em processo com taxa de extinção de reação. Entender-se-á que essas técnicas de dopagem de exemplo po- derão ser usadas isoladamente e/ou em várias combinações e subcombina- ções com outra técnica e/ou técnicas adicionais. Também será entendido que alguns exemplos de modalidades podem incluir um único material do- pante ou múltiplos materiais dopantes, por exemplo, mediante uso de uma técnica particular de exemplo uma vez, uma técnica particular repetidamente ou por meio de uma combinação de técnicas múltiplas uma ou mais vezes cada uma. Por exemplo, dopantes do tipo p e do tipo n são possíveis em alguns exemplos de modalidades.

A figura 6 é um gráfico que traça temperatura versus tempo en- volvida na dopagem de grafeno de acordo com alguns exemplos de modali-

dades.

Como indicado acima, o resfriamento pode ser realizado usando, por " exemplo, um gás inerte.

Em geral, e também como indicado acima, a alta . temperatura pode ser de cerca de 900 graus C em alguns exemplos de mo- dalidades e a baixa temperatura pode ser de cerca de 700 graus C, e o res- friamento pode acontecer durante vários minutos.

O mesmo perfil aqueci- mento/resfriamento mostrado na figura 6 poderá ser usado independente- mente de se o grafeno é dopado.

Técnicas de Exemplo de Liberação/Desligamento e Transferência de Grafe- no Uma vez desenvolvido heteroepitaxialmente grafeno, ele pode ser liberado ou desligado do catalisador metálico e/ou do suporte posterior, " por exemplo, antes de ser colocado sobre substrato a ser incorporado no . produto intermediário ou final.

Vários procedimentos poderão ser implemen- tados para levantar películas epitaxiais de seus substratos de desenvolvi mento de acordo com alguns exemplos de modalidades.

A figura 7 é uma pilha de camadas de exemplo útil nas técnicas de liberação ou desligamento de grafeno de alguns exemplos de modalidades.

Com referência à figura 7, em alguns exemplos de modalidades, uma camada de liberação opcional 701 pode ser proporcionada entre o suporte posterior 505 e a camada de catalisador 503. Essa camada de liberação 701 pode ser de ou incluir, por exemplo, óxido de zinco (por exemplo, ZnO ou outra estequiometria ade- quada). Pós-deposição de grafeno, o substrato 505 revestido com pilha de grafeno 509/camada de catalisador metálico 503/camada de liberação 701 poderá receber uma camada polimérica 703 de revestimento superior es- pesso (por exemplo, espessura de vários mícrons), por exemplo, aplicada via revestimento rotativo, distribuído por um fluxo de menisco, etc., que pode ser curada.

Como aludido acima, essa camada de polímero 703 pode atuar como cadeia principal ou suporte para o grafeno 509 durante levantamento e/ou desligamento, mantendo contínua a película de grafeno extremamente feixível, ao mesmo tempo em que reduz a probabilidade de a película de grafeno espiralar-se, enrugar-se ou deformar-se de outra maneira.

Também como aludido acima, PMMA poderá ser usado como polímero que permite ao grafeno tornar-se visível por contraste de fases e 7 para suporte antes e/ou durante remoção. Entretanto, uma ampla faixa de . polímeros cujas propriedades mecânicas e químicas podem ser combinadas com aquelas do grafeno pode ser usada durante a fase de suporte, bem co- moa fase de transferência por liberação em conjunto com alguns exemplos de modalidades. O trabalho para levantamento pode ser realizado em para- lelo com o principal ramgo de desenvolvimento epitaxial, por exemplo, medi- ante experimentação com películas de grafeno que podem ser quimicamente esfoliadas a partir de grafita.

A camada de liberação pode ser quimicamente induzida para desligar o grafeno/metal de substrato-mãe, uma vez disposta sobre ele a , camada de polímero. Por exemplo, no caso de uma camada de liberação de : óxido de zinco, lavagem em vinagre pode desencadear a liberação do grafe- no. O uso de uma camada de liberação de óxido de zinco também é vanta- joso, uma vez que o inventor da presente invenção descobriu que a camada de catalisador metálico também é removida do grafeno com a camada de liberação. Acredita-se que isso seja resultado da texturização causada pela camada de liberação de óxido de zinco juntamente com suas interligações formadas com os grãos na camada de catalisador. Entender-se-á que isso reduz (e ocasionalmente mesmo elimina) a necessidade de remover mais tarde a camada de catalisador.

Certas técnicas de levantamento/desligamento e transferência essencialmente levam em conta o substrato original como substrato de de- senvolvimento epitaxial reutilizável. Como tal, uma causticação seletiva para reduzir e dissolver a película de catalisador fina metálico do grafeno epitaxi- almente desenvolvido (com polímero no topo) pode ser desejável nessas exemplos de modalidades. Assim, a camada de catalisador poderá ser re- movida por causticação, independentemente de se é usada uma camada de liberação, em alguns exemplos de modalidades. Causticantes adequados incluem, por exemplo, ácidos tais como ácido clorídrico, ácido fosfórico, etc.

A superfície do substrato de vidro recipiente final pode ser pre- parada de modo a receber a camada de grafeno. Por exemplo, uma película de Langmuir-Blodgett (por exemplo, de um ácido de Langmuir-Blodgett) po- " de ser aplicada ao substrato de vidro.

O substrato recipiente final pode alter- . nativa ou adicionalmente ser revestido com uma camada grafenofílica lisa tal como, por exemplo, um polímero à base de silicone, etc., tornando esse úl- timoreceptivo ao grafeno.

Isso pode ajudar a assegurar ligação eletrostática, permitindo preferencialmente desse modo a transferência do grafeno duran- te transferência.

O substrato-alvo poderá adicional ou alternativamente ser exposto a radiação UV, por exemplo, para aumentar a energia superficial do substrato-alvo e, assim, torná-lo mais receptivo ao grafeno.

O grafeno poderá ser aplicado ao substrato via blanket stamping e/ou laminação em alguns exemplos de modalidades.

Tais processos permi- , tem que o grafeno previamente crescido e quimiossorvido no veículo metáli- . co seja transferido para o vidro recipiente mediante contato por pressão.

Como exemplo, o grafeno poderá ser aplicado ao substrato via um ou mais cilindros de laminação, por exemplo, conforme mostrado na figura 8. Nesse sentido, a figura 8 mostra cilindros superiores e inferiores 803a e 803b, que aplicarão pressão e levarão o grafeno 509 e a camada polimérica 703 a se- rem laminados no substrato-alvo 801. Como observado acima, o substrato- alvo 801 apresenta uma camada com inclusão de silício ou outra camada grafenofílica disposta sobre ele para facilitar a laminação.

Entender-se-á que a camada de polímero 703 será aplicada como camada mais externa e que o grafeno 509 estará mais próximo do (ou mesmo diretamente sobre) subs- trato-alvo 801. Em alguns exemplos de modalidades, uma ou mais camadas poderão ser proporcionadas sobre o substrato antes da aplicação do grafe- no Uma vez que o grafeno esteja disposto sobre o substrato-alvo, a camada de polímero poderá ser removida.

Em alguns exemplos de modali- dades, o polímero pode ser dissolvido usando um solvente apropriado.

Quando o material fotossensível tal como PMMA é utilizado, o polímero pode ser removido via exposição à luz UV.

Naturalmente, outras técnicas de re- moção também são possíveis.

Entender-se-á que a película de catalisador fina pode ser remo-

vido por causticação após o grafeno ter sido aplicado ao substrato-alvo em ' alguns exemplos de modalidades, por exemplo, usando um dos causticantes . de exemplo descritos acima.

A escolha de causticante também poderá ba- Ssear-se na presença ou ausência de quaisquer camadas subjacentes ao gra- feno.

Alguns exemplos de modalidades anodizam eletroquimicamente mais diretamente a película de catalisador fina metálico abaixo do grafeno.

Em tais exemplos de modalidades, o próprio grafeno pode atuar como cato- do, na medida em que o metal abaixo é anodizado em um óxido transparen- teaomesmo tempo em que ainda se liga ao substrato original.

Esses exem- plos de modalidades podem ser usados para evitar o uso do sobrerrevesti- , mento de polímero ao realizar essencialmente os processos de remoção e . transferência em uma etapa.

Entretanto, anodização por meios eletroquími- cos pode afetar as propriedades eletrônicas do grafeno e, assim, pode preci- sar ser compensada.

Em alguns exemplos de modalidades, a camada de catalisador abaixo do grafeno pode ser oxidada de outras maneiras para tor- ná-la transparente.

Por exemplo, um óxido condutor poderá ser usado para "ligar" a camada à base de grafeno a um substrato, semicondutor ou outra camada.

Sob esse aspecto, cobalto, cromo-cobalto, niquel-cromo-cobalto e/ou similares podem ser oxidados.

Em alguns exemplos de modalidades, esse procedimento poderá também reduzir a necessidade de remoção do grafeno, tornando mais fáceis a transferência, manipulação e outros manu- seisos de grafeno.

O grafeno também pode ser extraído usando um material adesi- voousemelhante a fita em alguns exemplos de modalidades.

O adesivo po- de ser posicionado sobre o substrato-alvo.

O grafeno poderá ser transferido para o substrato-alvo, por exemplo, após a aplicação de pressão, aderindo mais fortemente ao substrato do que a fita, etc.

Projeto de Reator de Exemplo Reatores com borrifadores normalmente empregam uma super- fície plana perfurada ou porosa para distribuir gases reagentes mais ou me- nos uniformemente sobre uma segunda superfície plana paralela aquecida.

Tal configuração poderá ser usada para desenvolver grafeno usando as téc- " nicas heteroepitaxiais de exemplo descritas aqui.

Reatores com borrifadores . também são vantajosos para o processamento de substrato quadrado gran- de ultraliso de vidro ou cerâmica.

Uma vista esquemática básica de um rea- torcom borrifadores é a figura 9, com o projeto de plenum estando ampliado.

Noutras palavras, a figura 9 é uma vista esquemática transversal de um rea- tor adequado para depositar grafeno de alto grau eletrônico (GAE) de acordo com um exemplo de modalidade.

O reator inclui uma porção de carcaça 901 com diversas entradas e saídas.

Mais particularmente, uma entrada de gás 903 é proporcionada no topo e no centro horizontal aproximado da porção de carcaça 901 do reator.

A entrada de gás 903 poderá receber gás de uma , ou mais fontes e, desse modo, pode proporcionar vários gases, incluindo, ' por exemplo, o gás de hidrocarboneto, o(s) gás(gases) usados para formar o ambiente durante desenvolvimento heteroepitaxial, o(s) gás(gases) de extin- çãoda reação, etc.

O fluxo do gás será descrito em maiores detalhes abai- xo, por exemplo, com referência ao projeto de plenum do reator com borrifa- dores 907. Uma multiplicidade de portas de exaustão 905 pode ser propor- cionada no fundo da porção de carcaça 901 do reator.

No exemplo de moda- lidade da figura 9, duas portas de exaustão 905 são proporcionadas próxi- mas aos extremos da porção de carcaça 901 do reator, por exemplo, de mo- do a extrair gás fornecido pela entrada de gás 903 que geralmente fluirá a- través substancialmente da entrada da porção de carcaça 901. Entender-se- á que mais ou menos portas de exaustão 905 poderão ser proporcionadas em alguns exemplos de modalidades (por exemplo, portas de exaustão 905 adicionais poderão ser proporcionadas no centro horizontal aproximado da porção de carcaça 901 do reator, no topo ou lados da porção de carcaça 901 do reator, etc.). O substrato de suporte posterior 909 pode ser limpo e apresen- tar a película de catalisador fina disposta sobre ele (por exemplo, por depo- sição física de vapor, ou DFV, pulverização, DVC, pirólise por chama ou as- sim por diante similarmente) antes da entrada no reator por meio de um me- canismo de bloqueio de carga em alguns exemplos de modalidades.

Em termos de projeto de susceptor, a superfície do substrato de suporte posteri- ' or 909 pode ser rapidamente aquecida (por exemplo, usando um aquecedor . RTA, um aquecedor de ondas curtas de IV ou outro aquecedor adequado que é capaz de aquecer indutivamente o substrato e/ou camadas sobre ele sem necessariamente também aquecer a câmara de entrada) a um nível e uniformidade de temperatura controlável que permita que (i) a película de metal se cristalize e se ative, e que ocorra (ii) a deposição preferencial de grafeno de espessura substancialmente uniforme e controlável de um pre- cursor de fase gasosa em sua superfície.

O aquecedor poderá ser controlá- vel de modo a dar conta do parâmetro razão de taxa de deposi- ção/(temperatura * espessura) do catalisador.

O substrato de suporte poste- : rior 909 pode deslocar-se através do reator na direção R ou pode permane- . cer estacionário sob o borrifador 907. O borrifador 907 poderá ser resfriado, por exemplo, usando um fluido de resfriamento ou gás introduzido por uma oumais entradas/saídas 913 de refrigerante.

Em resumo, e como mostrado na ampliação da figura 9, o projeto de plenum pode incluir uma amultiplici- dade de aberturas no fundo do borrifador 907, com cada uma dessas abertu-

ras tendo apenas alguns milímetros de largura.

Mudando a abertura do teto Hc, ou a altura entre a superfície do fundo do borrifador 907 e a superfície do topo sobre a qual o substrato de suporte posterior 909 se desloca, pose-se ter diversos efeitos.

Por exemplo, o volume da câmara e, assim, a razão superfície-volume podem ser modifi- cados, afetando desse modo o tempo de residência do gás, tempo de con- sumo e velocidades radiais.

Verifica-se que mudanças no tempo de residên- cia influenciam fortemente o grau de reações da fase gasosa.

Uma configu- ração de borrifador operada como mostrado na figura 9 (com uma superfície quente abaixo de uma superfície resfriada) tem o potencial para a variante convecção natural de Bernard se operada a altas pressões (por exemplo, em centenas de Torr), e tal tendência é fortemente influenciada pela altura por —meiodo número de Rayleigh (uma número adimensional associado a fluxo orientado por flutuação, também conhecido como convecção livre ou con- vecção natural; quando ele excede um valor crítico para um fluido, a transfe-

rência de calor se dá principalmente na forma de convecção). Consequen- ' temente, a abertura do teto Hc pode ser variada por meio de mudanças sim- . ples na estrutura do equipamento, proporcionando montagem ajustável do eletrodo do substrato, etc., de modo a afetar o desenvolvimento heteroepita- xialdografeno.

O exemplo de modalidade da figura 9 não se destina necessari- amente a operar um plasma no reator. Isso decorre do fato de que o meca- nismo de desenvolvimento de película cristalina se dá por meio de heteroepi- taxia por sorção superficial (geralmente ocorrendo somente sobre o catalisa- dor). Verifica-se que desenvolvimento da fase plasma dá origem a películas principalmente amorfas e também tem se verificado que permite a formação " de macropartículas ou formação de pó que pode reduzir grandemente a qua- . lidade da película e resultar em pequenos furos que seriam prejudiciais para uma película com uma a dez camadas atômicas. Em vez disso, alguns e- xemplos de modalidades podem envolver produzir grafita (por exemplo, gra- fita monocristalina), causticando-a em grafeno (por exemplo, de um certo valor n) e tornar o grafano em grafeno (por exemplo, em grafeno GAE). Na- turalmente, uma técnica de ponto final in situ poderá ser implementada como parâmetro de realimentação.

Em alguns exemplos de modalidades, uma fonte de feixe de í- ons poderá ser localizada in line, mas externamente ao reator da figura 9, por exemplo, para realizar dopagem de acordo com as técnicas de exemplo descritas acima. Contudo, em alguns exemplos de modalidades uma fonte de feixe de íons poderá ser localizada no interior da porção de carcaça de umreator.

Fluxo de Processo de Exemplo A figura 10 é um fluxo de processo de exemplo que ilustra certas modalidades do desenvolvimento por DVC catalítico de exemplo, remoção e técnicas de transferência de alguns exemplos de modalidades. O processo de exemplo mostrado na figura 10 começa à medida que o vidro do suporte posterior é inspecionado, por exemplo, usando um método convencional de inspeção de vidro (etapa S1002), e lavado (etapa S1004). O vidro do suporte posterior pode, então, ser limpo utilizando limpeza com feixe de íons, incine- ] ração com plasma ou assim por diante similarmente (etapa S1006). O catali- . sador (por exemplo, um catalisador metálico) é disposto sobre o suporte posterior, por exemplo, usando DFV (etapa S1008). Observa-se que o pro- cesso de limpeza da etapa S1006 pode ser realizado dentro do aplicador de revestimento/reator de grafeno em alguns exemplos de modalidades desta invenção. Noutras palavras, o vidro do suporte posterior com ou sem a peli- cula de catalisador fina metálico pode ser carregado no aplicador de reves- timento/reator de grafeno antes da etapa S1006 em alguns exemplos de modalidades, por exemplo, dependendo de se a camada de catalisador me- tálico é depositada em ou antes do aplicador de revestimento/reator. A de- ' posição catalítica de um grafeno com n camadas pode então acontecer (eta- . pa S1010). O grafeno pode ser reduzido por causticação introduzindo áto- mos de hidrogênio (H*) em alguns exemplos de modalidades, e o grafeno pode opcionalmente ser dopado, por exemplo, dependendo da aplicação- alvo (etapa S1012). O final da formação de grafeno é detectado, por exem- plo, determinando se grafeno suficiente foi depositado e/ou se a causticação de H* foi suficiente (etapa S1014). Para parar a formação de grafeno, usa-se um processo de extinção rápida de reação, e o vidro do suporte posterior como grafeno formado sai do aplicador de revestimento/reator (etapa S$1016). Inspeção visual pode opcionalmente ser realizada nesse ponto. Após formação de grafeno, um polímero útil na transferência do grafeno pode ser disposto sobre o grafeno, por exemplo, por meio de rota- ção, lâmina ou outra técnica de revestimento (etapa S1018). Esse produto opcionalmente pode ser inspecionado, por exemplo, para determinar se a mudança de cor exigida ocorre. Se ela tiver acontecido, o polímero poderá ser curado (por exemplo, usando calor, radiação UV, etc.) (etapa S1020) e por conseguinte inspecionado novamente. O catalisador metálico pode ser causticado parcialmente ou liberado de outra maneira (etapa S1022), por exemplo, para preparar o grafeno para remoção (etapa S1024).

Uma vez obtida remoção, o polímero e o grafeno poderão opcio- nalmente ser inspecionados e, em seguida, lavados, por exemplo, para re-

mover quaisquer subprodutos causticantes remanescentes e/ou polímero * não curado (etapa S1012). Outro processo opcional de inspeção pode ser : realizado nesse ponto. Um surfatante pode ser aplicado (etapa S1028), pi- nos são colocados pelo menos no polímero (etapa S1030), e a membrana é invertida (etapa S1032), por exemplo, com a ajuda desses pinos. O processo de remoção está agora completo, e o grafeno encontra-se por conseguinte pronto para ser transferido para o substrato recipiente.

O substrato recipiente é preparado (etapa S1034), por exemplo, em uma sala limpa. A superfície do substrato recipiente poderá ser funciona- lizada, por exemplo, expondo-a a uma luz UV para aumentar sua energia superficial, para aplicar revestimentos grafenofílicos sobre ela, etc. (etapa : S1036). A membrana grafeno/polímero pode, então, ser transferida para o . substrato hospedeiro (etapa S1038). Uma vez completa a transferência, o substrato receptor com o grafeno e polímero ligado a ele podem ser alimentados em um módulo para remover o polímero (etapa S1040). Isso pode ser feito expondo o polímero a luz UV, calor, produtos químicos, etc. O substrato com o grafeno e polímero pelo menos parcialmente dissolvido podem então ser lavados (etapa S1042), com qualquer excesso de água ou outros materiais evaporados e secos (e- tapa S1044). Assim, o processo de remoção de polímero poderá ser repeti- do, conforme necessário.

Após a remoção do polímero, a resistência da lâmina de grafeno no substrato poder ser medida (etapa S1046), por exemplo, usando uma sonda padrão de quatro pontos. Transmissão óptica (por exemplo, Tvis, etc.) também pode ser medida (etapa S1048). Admitindo que o intermediário ou produtos finais satisfazem padrões de qualidade, eles podem ser embalados (etapa S1050). Usando essas técnicas, amostras de películas foram prepara- das. As amostras de películas apresentaram alta condutividade de 15.500 Clem e transparência acima de 80% sob o comprimento de onda de 500-

3.000 nm. Além disso, as películas mostraram boa estabilidade química e térmica. A figura 11 é uma imagem de uma amostra de grafeno produzido de acordo com alguns exemplos de modalidades. A imagem da figura 11 ressal- ' ta a remoção do grafeno desenvolvido epitaxialmente a partir de uma pelícu- : la fina de permaliga.

Exemplo de Aplicações com inclusão de Grafeno Como aludido acima, camadas à base de grafeno podem ser usadas em uma ampla variedade de aplicações e/ou dispositivos eletrônicos. Nesses exemplos de aplicações e/ou dispositivos eletrônicos, ITO e/ou ou- tras camadas condutoras simplesmente poderão ser substituídos por cama- das à base de grafeno. Produzir dispositivos com grafeno normalmente en- volverá produzir contatos com metais, semicondutores degenerados como ITO, semicondutores de células solares tais como a-Si e CdT entre outros, : e/ou assim por diante similarmente.

. Apesar de apresentar um intervalo de banda zero e uma densi- dade de desaparecimento de estados (DOS) nos pontos K na zona de Bril- louin, grafeno que permanece livre apresenta comportamento metálico. No entanto, adsorção em substrato metálico, semicondutor ou isolante pode alterar suas propriedades eletrônicas. Para compensar isso, adicional ou alternativamente, em exemplos de aplicações e/ou de dispositivos eletrôni- cos, a camada à base de grafeno pode ser dopada de acordo com quaisquer camadas semicondutoras adjacentes a ela. Isto é, em alguns exemplos de modalidades, se uma camada à base de grafeno é adjacente a uma camada semicondutora do tipo n, a camada à base de grafeno poderá ser dopada com um dopante do tipo n. Do mesmo modo, em alguns exemplos de moda- lidades, se uma camada à base de grafeno é adjacente a uma camada se- — micondutora do tipo p, a camada à base de grafeno poderá ser dopada com um dopante do tipo p. Naturalmente, o deslocamento no nível de Fermi em grafeno com respeito aos pontos cônicos pode ser modelado, por exemplo, usando teoria funcional de densidade (TFD). Cálculos de intervalo de ban- das mostram que interfaces metal/grafeno podem ser classificadas em duas amplas classes, a saber, quimiossorção e fisiossorção. Nesse último caso, um deslocamento para cima (para baixo) significa que elétrons (buracos) são doados pelo metal ao grafeno. Desse modo, é possível predizer que metal ou TCO usar como contatos com o grafeno dependendo da aplicação.

" Um primeiro exemplo de dispositivo eletrônico que poderá fazer uso de uma ou mais camadas à base de grafeno é um dispositivo fotovoltai- co solar. Esse exemplo de dispositivo pode incluir eletrodos frontais ou ele- trodos traseiros. Nesses dispositivos, as camadas à base de grafeno pode- rão simplesmente substituir o ITO normalmente usado nos dispositivos. Dis- positivos fotovoltaicos são descritos in, por exemplo, Patentes dos Estados Unidos Nos. 6.784.361, 6.288.325, 6.613.603 e 6.123.824; Publicações dos Estados Unidos Nos. 2008/0169021, 2009/00332098, 2008/0308147 e 2009/0020157; e Pedidos Nos. de Série 12/285.374, 12/285.890 e 12/457.006, cujas descrições são incorporadas aqui como referência.

Í Alternativamente, ou adicionalmente, camadas à base de grafe- . no dopado podem ser incluídas de modo a combinar-se com camadas semi- condutoras adjacentes. Por exemplo, a figura 12 é uma vista esquemática transversal de um dispositivo fotovoltaico solar que incorpora camadas à base de grafeno de acordo com alguns exemplos de modalidades. No e- xemplo de modalidade da figura 12, é proporcionado um substrato de vidro

1202. Por exemplo e sem limitação, o substrato de vidro 1202 pode ser qualquer um dos vidros descritos em qualquer dos Pedidos de Patente dos Estados Unidos Nos. de Série 11/049.292 e/ou 11/122.218, cujas descrições são incorporadas aqui como referência. O substrato de vidro opcionalmente pode ser nanotexturizado, por exemplo, para aumentar a eficiência da célula solar. Um revestimento antirrefletivo (AR) 1204 pode ser proporcionado na superfície externa do substrato de vidro 1202, por exemplo, para aumentar a transmissão. O revestimento antirrefletivo 1204 pode ser um revestimento antirrefletivo de uma única camada (ARUC) (por exemplo, um revestimento antirrefletivo de óxido de silício) ou um revestimento antirrefletivo de cama- das múltiplas (ARCM). Esses revestimentos AR podem ser proporcionados usando qualquer técnica adequada.

Uma ou mais camadas de adsorção 1206 podem ser proporcio- nadas sobre o substrato de vidro 1202 oposto ao revestimento AR 1204, por exemplo, no caso de um dispositivo de eletrodo posterior tal como aquele

PE mostrado no exemplo de modalidade da figura 12. As camadas de adsorção . 1206 poderão ser sanduichadas entre primeiro e segundo semicondutores. No exemplo de modalidade da figura 12, camadas de absorção 1206 são sanduichadas entre camada semicondutora do tipo n 1208 (mais próxima do substrato de vidro 1202) e camada semicondutora do tipo p 1210 (mais dis- tante do substrato de vidro 1202). Um contato posterior 1212 (por exemplo, de alumínio ou outro material adequado) também pode ser proporcionado. Em vez de proporcionar ITO ou outro(s) material(ais) condutor(es) entre o semicondutor 1208 e o substrato de vidro 1202 e/ou entre o semicondutor 1210€eo contato posterior 1212, primeira e segunda camadas à base de grafeno 1214 e 1216 podem ser proporcionadas. As camadas à base de gra- ' feno 1214 e 1216 poderão ser dopadas de modo a combinar-se com as ca- . madas semicondutoras 1208 e 1210 adjacentes, respectivamente. Assim, no exemplo de modalidade da figura 12, a camada à base de grafeno 1214 po- de ser dopada com dopantes do tipo n e a camada à base de grafeno 1216 pode ser dopada com dopantes do tipo p.

Porque é difícil texturizar diretamente grafeno, uma camada 1218 opcional pode ser proporcionada entre o substrato de vidro 1202 e a primeira camada à base de grafeno 1214. Entretanto, porque grafeno é mui- to felxível, ele geralmente se conformará à superfície em que é colocado. Consequentemente, é possível texturizar a camada 1218 opcional de modo que a textura dessa camada possa ser "transferida" ou então diferentemente refletida na camada à base de grafeno 1214 em geral conformativa. Sob es- se aspecto, a camada texturizada 1218 opcional poderá compreender óxido de estanho dopado com zinco (OEZ). Observa-se que um ou ambos os se- micondutores 1208 e 1210 poderão ser substituídos por materiais poliméri- cos condutores em alguns exemplos de modalidades. Porque grafeno é essencialmente transparente nas faixas do IV próximo e médio, significa que a radiação de comprimento de onda longo mais penetrante pode penetrar e gerar portadoras de profundidade na ca- mada i de ambas as células solares simples e de junção em tandem. Isso significa que texturizar contatos posteriores poderá não ser necessário com camadas à base de grafeno, na medida em que a eficiência já aumentará ' em torno de vários pontos percentuais.

Serigrafia, evaporação e tecnologias de sinterização e tratamen- to com CdCk a altas temperaturas são presentemente usados em heterojun- ções de células solares de CdS/CdTe. Essas células apresentam elevados fatores de carga (FC > 0,8). Contudo, resistência em série Rs é um artefato limitante de eficiência. Em Rs, há uma parte distribuída da resistência da camada de CdS na lâmina e de um componente distinto associado ao CdTe e grafita com base em contato no alto da lâmina. O uso de uma ou mais ca- madas à base de grafeno pode ajudar a reduzir ambas as contribuições a Rs, ao mesmo tempo em que preserva boas propriedades de heterojunção. " Ao incluir grafeno nessa estrutura solar tanto para disposições de contato . frontais quanto para disposições de contato posteriores, pode-se obter um reforço substancial de eficiência.

Entender-se-á que alguns exemplos de modalidades poderão envolver células solares de uma única junção, considerando que alguns e- xemplos de modalidades podem envolver células solares em tandem. Alguns exemplos de modalidades podem ser CdS, CdTe, CIS/CIGS, aSi e/ou outros tipos de células solares.

Outro exemplo de modalidade que poderá incorporar uma ou mais camadas de grafeno é um visor de painel de toque. Por exemplo, o vi- sor de painel de toque pode ser um visor de painel de toque capacitivo ou resistivo que inclui ITO ou outras camadas condutoras. Vide , por exemplo, as Patentes dos Estados Unidos Nos. 7.436.393, 7.372.510, 7.215.331,

6.204897,6.177.918 e 5.650.597, e o Pedido No. de Série 12/292.406, cujas descrições são incorporadas aqui como referência. O ITO e/ou outras cama- das condutoras poderão ser substituídos poderão ser substituídos nesses painéis de toque por camadas à base de grafeno. Por exemplo, a figura 13 é uma vista esquemática transversal de uma tela de toque que incorpora ca- madas à base de grafeno de acordo com alguns exemplos de modalidades. A figura 13 inclui um visor 1302 subjacente, que poderá, em alguns exem- plos de modalidades, ser um LCD, plasma ou outro visor de painel plano.

Um adesivo 1304 opcionalmente transparente acopla o visor 1302 a uma * lâmina de vidro fina 1306. Uma lâmina de PET deformável 1308 é proporcio- nada como camada mais alta no exemplo de modalidade da figura 13. A là- mina de PET 1308 é espaçada da superfície superior do substrato de vidro fino 1306 por meio de uma multiplicidade de espaçadores de colunas 1310 e vedações 1312. A primeira e a segunda camadas à base de grafeno 1314 e 1316 podem ser proporcionadas sobre a superfície da lâmina de PET 1308 mais próxima do visor 1302 e do substrato de vidro fino 1306 na superfície que faceia a lâmina de PET 1308, respectivamente. Uma ou ambas as ca- —madas à base de grafeno 1314 e 1316 podem ser padronizadas, por exem- plo, por meio de feixe de íons e/ou causticação a laser. Observa-se que a ' camada à base de grafeno na lâmina de PET pode ser transferida de seu local de desenvolvimento para o produto intermediário que usa a própria lã- mina de PET. Noutras palavras, a lâmina de PET poderá ser usada em lugar de um material fotorresistente ou outro material quando da remoção do gra- feno e/ou de seu deslocamento.

Uma resistência de lâmina inferior a cerca de 500 ohms/quadrado para as camadas à base de grafeno é aceitável em modali- dades similares àquelas mostradas na figura 13, e uma resistência de lâmina inferior a cerca de 300 ohms/quadrado é vantajosa para as camadas à base de grafeno.

Entender-se-á que o ITO normalmente encontrado no visor 1302 poderá ser substituído por uma ou mais camadas à base de grafeno. Por exemplo, quando o visor 1302 é um visor de LCD, camadas à base de gra- feno podem ser proporcionadas como eletrodo comum sobre o substrato de filtro de cor e/ou como eletrodos padronizados sobre o chamado substrato de TFT. Naturalmente, camadas à base de grafeno, dopadas ou não dopa- das, também podem ser utilizadas em conjunto com o projeto e fabricação dos TFTs individuais. Disposições similares também podem ser proporcio- nadas em conjunto com visor s de plasma e/ou outros visor s de painéis pla- nos.

Camadas à base de grafeno também podem ser usadas para criar revestimentos condutores de dados/barramentos, barras de barramen- à tos, antenas e/ou assim por diante similarmente.

Tais estruturas poderão ser formadas sobre/ser aplicadas em substratos de vidro, discos de silício, etc.

A figura 14 é um fluxograma que ilustra uma técnica de exemplo para formar um revestimento condutor de dados/barramentos de acordo com alguns e- xemplos de modalidades.

Na etapa S1401, uma camada à base de grafeno é formada sobre um substrato apropriado.

Em uma etapa opcional, etapa S1403, uma camada protetora pode ser proporcionada sobre a camada à base de grafeno.

Na etapa S1405, a camada à base de grafeno é seletiva- mente removida ou padronizada.

Essa remoção ou padronização pode ser realizada por causticação a laser.

Nesses casos, a necessidade de uma ca- ' mada protetora pode ser reduzida, contanto que a resolução do laser seja . suficientemente boa.

Alternativa ou adicionalmente, causticação pode ser realizada via exposição a um feixe de íons/tratamento com plasma.

Tam- bém, como explicado acima, H* poderá ser usado, por exemplo, em conjunto com um filamento quente.

Quando um feixe de íons/tratamento com plasma é usado para causticar, uma camada protetora pode ser desejável.

Por e- xemplo, um material fotorresistente pode ser usado para proteger as áreas de grafeno de interesse.

Esse material fotorresistente pode ser aplicado, por exemplo, por meio de revestimento rotativo ou similar na etapa S1403. Nes- ses casos, em outra etapa opcional, S1407, a camada protetora opcional é removida.

Exposição a radiação UV pode ser usada com materiais fotorre- sistentes apropriados, por exemplo.

Em uma ou mais etapas não mostradas, o padrão à base de grafeno condutor pode ser transferido para um produto intermediário ou final se o padrão já não foi formado sobre ele, por exemplo, usando qualquer técnica apropriada (tais como, por exemplo, aquelas descri-

tas acima). Embora alguns exemplos de modalidades tenham sido descritos como camadas à base de grafeno causticáveis ou removíveis, alguns exem- plosde modalidades podem simplesmente mudar a condutividade da cama- da à base de grafeno.

Em tais casos, algum ou todo o grafeno poderá não ser removido.

Entretanto, porque a condutividade foi adequadamente altera-

da, somente as áreas apropriadamente padronizadas poderão ser conduto- . ras.

A figura 15 é uma vista esquemática de uma técnica para formar um revestimento condutor de dados/barramentos de acordo com alguns e- xemplosde modalidades. Como mostrado na figura 15, a condutividade do grafeno é seletivamente mudada em virtude de exposição a um feixe de í- ons. Um material fotorresistente é aplicado em um padrão adequado, por exemplo, de modo a proteger porções desejadas da camada à base de gra- feno, considerando que as outras porções da camada à base de grafeno permanecem expostas ao feixe de íons/plasma. Dados de mobilidade são apresentados na tabela abaixo após ' várias amostras terem sido depositadas e causticadas.

. Amostras Espessura Rô Condutividade Mobilidade [am [1 [957] & [en [ EE] Es [rss | room 20.000 | [e 6 624605 | rotonoo | 143000 | [e e 6 s.662 | rs00000 [50.000 | Bs Ss reso2 [rstoco 60000 | Entender-se-á que padronizar o grafeno dessa maneira e/ou de outras maneiras pode ser vantajoso por várias razões. Por exemplo, a ca- mada será gandemente transparente. Assim, é possível proporcionar ante- nas "sem costura" em que o padrão não pode ser visto. Um resultado similar poderá ser proporcionado em conjunto com barras de barramentos que po- dem ser incorporadas em janelas de veículos (por exemplo, para desconge- lamento, uso em antenas, componentes elétricos, etc.), dispositivos de visor de painéis planos (por exemplo, LCD, plasma e/ou outros), claraboias, por- tas/janelas de refrigeradores/freezers, etc. Isso pode também reduzir vanta- josamente a necessidade de fritas negras frequentemente encontrados nes- ses produtos. Adicionalmente, camadas à base de grafeno podem ser usa- das em lugar de ITO em dispositivos eletrocrômicos. Embora certos exemplos de aplicações/dispositivos tenham sido descritos aqui, como mostrado acima, é possível usar camadas condutoras à base de grafeno em lugar de ou em adição a outros revestimentos conduto- r res transparentes (RCTs), tais como ITO, óxido de zinco, etc. Como usados neste relatório, os termos "sobre", "suportado por" e assim por diante similarmente não devem ser interpretados como signifi- — cando que dois elementos são diretamente adjacentes um ao outro, a menos que explicitamente declarado. Noutras palavras, uma primeira camada pode ser referida como "sobre" ou "suportada por" uma segunda camada, ainda que haja uma ou mais camadas entre elas.

Embora a invenção tenha sido descrita em conjunto com o que é presentemente considerado ser a modalidade mais prática e preferida, deve- se entender que a invenção não deve limitar-se à modalidade descrita, mas, " pelo contrário, pretende cobrir várias modificações e disposições equivalen- . tes incluídas no espírito e escopo das reivindicações anexas.

Claims (11)

1. REIVINDICAÇÕES . 1. Método de isolamento de uma película de grafeno fina, com- preendendo esse método: desenvolver heteroepitaxialmente a película de grafeno fina so- breuma película de catalisador fina; dispor um revestimento à base de polímero sobre a película de grafeno fina em uma superfície desta oposta à película de catalisador fina; curar o revestimento à base de polímero; e levar a película de grafeno fina e o revestimento à base de polí- meroa serem liberados da película de catalisador fina.
2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a película ' de catalisador fina é disposta sobre um substrato de suporte posterior, com esse substrato de suporte posterior sendo formado na película de catalisador ' fina em uma superfície desta oposta à película de grafeno fina, e em que a camada de liberação da película fina é disposta entre o substrato de suporte posterior e a película de catalisador fina.
3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que a camada de liberação compreende óxido de zinco.
4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que a película de grafeno fina e o revestimento à base de polímero são liberados de pelo menos o substrato mediante indução química da camada de liberação.
5. 5. Método, de acordo com a reivindicação 3, em que a película de grafeno fina e o revestimento à base de polímero são liberados do subs- trato e da película de catalisador fina mediante indução química da camada deliberação usando vinagre.
6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a película de grafeno fina e o revestimento à base de polímero são liberados da pelícu- la de catalisador fina mediante remoção por causticação da película de cata- lisador fina.
7. 7. Método, de acordo com a reivindicação 4, em que a película de grafeno fina e o revestimento à base de polímero são liberados da pelícu- la de catalisador fina mediante remoção por causticação de pelo menos uma porção da película de catalisador fina. %
8. 8. Método, de acordo com a reivindicação 1, o qual compreende preparar um substrato receptor alvo por meio de revestimento do substrato receptor alvo com um revestimento grafenofílico.
9. 9. Método, de acordo com a reivindicação 8, em que o revesti- mento grafenofílico é um revestimento com inclusão de silício ou uma pelícu- la de Langmuir-Blodgett.
10. 10. Método, de acordo com a reivindicação 1, o qual compreen- de adicionalmente expor um substrato receptor alvo à radiação UV para au- mentara energia superficial do substrato receptor alvo, tornando desse mo- do o substrato receptor alvo mais receptivo à película de grafeno fina do que ' o seria de outra maneira. .
11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 1, o qual compreen- de adicionalmente dispor a película de grafeno fina e o revestimento à base de polímero, direta ou indiretamente, sobre um substrato receptor alvo usan- do pressão de contato, com a película de grafeno fina estando mais próxima do substrato receptor alvo do que o revestimento à base de polímero.

    12. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que a dispo- sição da película de grafeno fina e o revestimento à base de polímero sobre osubstrato receptor alvo é realizada usando "blanket stamping".

    13. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que a dispo- sição da película de grafeno fina e o revestimento à base de polímero sobre o substrato receptor alvo é realizada usando um ou mais cilindros.

    15. Método de disposição de uma película de grafeno fina sobre um substrato receptor alvo, compreendendo esse método: desenvolver heteroepitaxialmente a película de grafeno fina so- bre uma película de catalisador fina; dispor um revestimento à base de polímero sobre a película de grafeno fina em uma superfície desta oposta à película de catalisador fina; levar a película de grafeno fina e o revestimento à base de polí- mero a serem liberados da película de catalisador fina; dispor a película de grafeno fina e o revestimento à base de po-

    límero, direta ou indiretamente, sobre um substrato receptor alvo usando . pressão de contato, com a película de grafeno fina estando mais próxima do substrato receptor alvo do que o revestimento à base de polímero; e Ú remover a camada à base de polímero expondo-a a um solvente e/ouradiação UV.

    16. Método, de acordo com a reivindicação 15, em que a cama- da à base de polímero é PMMA.

    17. Método de disposição de uma película de grafeno fina sobre um substrato receptor alvo, compreendendo esse método: desenvolver heteroepitaxialmente a película de grafeno fina so- bre uma película de catalisador fina metálico; ' dispor a película de grafeno fina e a película de catalisador fina, : direta ou indiretamente, sobre o substrato receptor alvo; e anodizar eletroquimicamente a película de catalisador fina abai- xodo grafeno de modo a tornar a película de catalisador fina um óxido de metal substancialmente transparente.

    18. Método, de acordo com a reivindicação 18, em que a anodi- zação eletroquímica da película de grafeno fina é produzida de modo a atuar como catodo à medida que a película de catalisador fina metálico é anodiza- da

    19. Método de disposição de uma película de grafeno fina sobre um substrato receptor alvo, compreendendo esse método: desenvolver heteroepitaxialmente a película de grafeno fina so- bre uma película de catalisador fina; aplicar um adesivo à película de grafeno fina em uma superfície desta oposta à película de catalisador fina; levar a película de grafeno fina a ser liberada da película de ca- talisador fina; e aderir a película de grafeno fina ao substrato receptor alvo.

    20. Método, de acordo com a reivindicação 19, em que a pelícu- la de grafeno fina é liberada da película de catalisador fina em virtude de uma ligação mais forte entre a película de grafeno fina e o adesivo do que entre a película de grafeno fina e a película de catalisador fina durante des- . cascamento do adesivo.

    21. Método, de acordo com a reivindicação 19, em que a pelícu- la de grafeno fina é liberada da película de catalisador fina causticando sele- tivamente a película fina de catalisador.