RU2688839C1 - Установка рулонного типа для синтеза графена - Google Patents
Установка рулонного типа для синтеза графена Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688839C1 RU2688839C1 RU2018136448A RU2018136448A RU2688839C1 RU 2688839 C1 RU2688839 C1 RU 2688839C1 RU 2018136448 A RU2018136448 A RU 2018136448A RU 2018136448 A RU2018136448 A RU 2018136448A RU 2688839 C1 RU2688839 C1 RU 2688839C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- graphene
- nozzle
- heater
- synthesis
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 57
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 103
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000002356 single layer Substances 0.000 abstract description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000752 ionisation method Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B3/0009—Forming specific nanostructures
- B82B3/0028—Forming specific nanostructures comprising elements which are movable in relation to each other, e.g. slidable or rotatable
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нанотехнологий. Установка рулонного типа для синтеза графена включает блок подготовки газовой смеси 5, блок откачки 6, вакуумную рабочую камеру 1 с подогреваемым щелевым соплом 2, на выходе из которого реализуется ламинарное течение, перфорированную по краям ленточную металлическую подложку 3, систему нагрева-охлаждения 4 с контуром водяного охлаждения и нагревателем, систему перемещения подложки с прижимными роликами и зубчатыми колесами, приводимыми в движение шаговым двигателем 7 с механизмом реверса. Изобретение позволяет получить однослойные графеновые покрытия высокого качества с минимальным количеством дефектов. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области нанотехнологий. Изобретение относится к области получения новых углеродных материалов методом химического осаждения из паровой фазы (CVD) на металлическую подложку.
Известна установка рулонного типа для производства графена [US 2015010701 (А1) - 2015-01-08, С23С 16/02; С23С 16/26; С23С 16/46; С23С 16/54; С23С 16/56], включающая последовательно расположенные: валик подачи металлической подложки в блок предварительной обработки; блок предварительной обработки поверхности металлической подложки; блок формирования графена; охлаждающий блок, который служит для охлаждения подложки, покрытой графеном; валик, который собирает металлическую подложку, покрытую графеном в рулон после того, как металлическая подложка проходит через блок формирования графена. Металлическая подложка может быть выполнена в форме трубы, пластины, листа, проволоки или фольги. Предварительную обработку (нагрев) подложки в блоке предварительной обработки осуществляют с использованием плазмы, лазера, или их комбинации. Блок формирования графена включает одно или несколько газовых сопел и регулируемый источник нагрева. Расположение газовых сопел относительно подложки позволяет синтезировать графен как на одной стороне подложки, так и на обеих. На входе и выходе составляющих блоков установки предусмотрены ролики для минимизации или предотвращения изгиба металлической подложки, а также функцию сохранения градиента температуры стабильным. Кроме того, ролики могут служить для охлаждения металлической подложки.
В указанной установке на качество синтезируемого графена, ухудшая его, будут влиять следующие факторы:
1 - расположение роликов и подложки вне камеры;
В указанной установке не исключен контакт подложки с нанесенным на нее слоем графена с атмосферой до полного остывания,
2 - использование лазера или плазмы;
При использовании плазмы возможны процессы ионизации и взаимодействие высокоэнергетических частиц с формирующейся графеновой плоскостью, что может приводить к образованию дефектов в графеновых плоскостях.
3 - не прогреваемое сопло;
Обдув подложки прогретой газовой смесью в случае прогреваемого сопла позволяет получить температуру смеси выше температуры подложки, что способствует получению графена высокого качества.
При прогреве газа через контакт с металлической (медной) поверхностью температуру подложки надо поддерживать выше, чем в случае прогреваемого сопла, а перегрев подложки приводит к потере механических свойств подложки, так как рабочие температуры синтеза очень близки к температуре плавления.
4 - отсутствие реверса.
Реверс позволяет совмещать предварительную обработку подложки и синтез.
Наиболее близкой по совокупности признаков и получаемому результату является установка для производства графена с использованием технологии рулонного типа [KR 20160126819 (А) - 2016-11-02, B01J 19/08; B01J 19/28; С01В 31/04], содержащая основную камеру, которая включает:
1 - светопропускающее окно;
2 - камеру подачи с валиком подающим подложку в основную камеру,
3 - камеру рекуперации, в которой размещен регенерационный валик для извлечения каталитической подложки, проходящей через внутреннюю часть основной камеры;
4 - источник инфракрасного излучения, который установлен на внешней стороне светопропуекающего окна основной камеры;
5 - подложку, проходящую через внутреннюю часть основной камеры вблизи светопропускающего окна;
6 - клапан подачи реакционного газа в основную камеру.
Камера подачи и камера рекуперации расположены на противоположных сторонах основной камеры.
В указанной установке источник инфракрасного излучения расположен на внешней стороне светопропускающего окна основной камеры. В результате КПД будет ниже. Расстояние нагреватель-подложка - больше, следовательно, области градиента температуры более размыты (прогрев и охлаждение подложки происходят на большем расстоянии и более длительное время), т.е. подложка более длительное время находится в режимах неоптимальных для роста графена, что может влиять на качество графена. Также в указанной установке не предусмотрен предварительный прогрев газа (не прогреваемое сопло), что также влияет на качество графена, приводя к образованию дефектов в слое графена.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка установки рулонного типа для синтеза однослойных графеновых покрытий высокого качества, имеющих минимальное количество дефектов.
Поставленную задачу решают путем использования для синтеза графена установки рулонного типа, включающей вакуумную рабочую камеру с перфорированной по краям ленточной металлической подложкой и щелевым прогреваемым соплом, на выходе из которого реализуется ламинарное течение, систему нагрева-охлаждения с контуром водяного охлаждения и нагревателем подложки с источником инфракрасного излучения, систему перемещения ленточной металлической подложки с прижимным роликом шириной равной ширине подложки, и установленными по краям перфорированной металлической подложки двумя зубчатыми колесами,
Согласно изобретению внутри сопла установлена диафрагма с отверстием предпочтительно диаметром от 0,1 см до 1,5 см, вокруг сопла навит в виде спирали между керамическими держателями нагреватель, вокруг нагревателя установлен защитный экран, выполненный в виде плоской изогнутой в форме цилиндра пластины.
Согласно изобретению нагреватель подложки с источником инфракрасного излучения установлен в непосредственной близости от подложки таким образом, что ширина зоны синтеза графена равна ширине подложки.
Согласно изобретению прижимной ролик и зубчатые колеса выполнены с противоположных сторон зоны синтеза графена.
Согласно изобретению шаговый двигатель, приводящий в движение зубчатые колеса, оснащен механизмом реверса.
Согласно изобретению ленточная металлическая подложка, щелевое прогреваемое сопло, система нагрева-охлаждения с контуром водяного охлаждения и инфракрасным нагревателем и система перемещения ленточной металлической подложки с прижимным роликом и двумя зубчатыми колесами размещены внутри вакуумной рабочей камеры.
Согласно изобретению в качестве материала для сопла используют нержавеющую сталь, молибден, титан.
Согласно изобретению в качестве материала для подложки используют медь.
Согласно изобретению прижимной ролики и движущие зубчатые колеса системы перемещения ленточной металлической подложки выполняют из термостойких материалов.
Техническая сущность изобретения поясняется фигурами.
На фигуре 1 схематично изображена установка рулонного типа для синтеза графена.
На фигуре 2 схематично изображено прогреваемое щелевое сопло.
На фигуре 3 схематично изображены система нагрева-охлаждения и система перемещения подложки.
Где: 1 - вакуумная рабочая камера; 2 - прогреваемое щелевое сопло; 3 - система перемещения подложки; 4 - система нагрева-охлаждения; 5 - блок подготовки газовой смеси; 6 - блок откачки; 7 - шаговый двигатель с механизмом реверса; 8 - диафрагма; 9 - нагреватель; 10 - защитный экран; 11 - керамические держатели; 12 - перфорированная ленточная металлическая подложка; 13 - контур водяного охлаждения; 14 -нагреватель; 15 - прижимной ролик; 16 - движущие зубчатые колеса; 17 - зона синтеза графена.
Установка включает вакуумную рабочую камеру 1, блок подготовки газовой смеси 5; блок откачки 6, шаговый двигатель с механизмом реверса 7. В вакуумной рабочей камере 1 установки размещены прогреваемое щелевое сопло 2, система перемещения подложки 3, система нагрева-охлаждения 4.
Прогреваемое щелевое сопло 2 включает диафрагму 8, нагреватель 9, керамические держатели 11 и защитный экран 10. Наличие внутри щелевого сопла диафрагмы с отверстием позволяет эффективно перемешивать газы-прекурсоры и получать однородный по составу и температуре поток на выходе. Однородность по составу и температуре влияет на однородность качества графена. Вокруг щелевого сопла размещен нагреватель, навитый в форме спирали между керамическими держателями, выполненный из прецизионного сплава с высоким электрическим сопротивлением, например Х23Ю5Т. Нагреватель служит для подогрева газа до температуры 950-1100°С в условиях рабочего давления 10-100000 Па. Для увеличения КПД, вокруг нагревателя установлен защитный экран 10. Защитный экран выполнен из металлической пластины, изогнутой в форме цилиндра и установленной так, что нагреватель с керамическими держателями и сопло находятся внутри цилиндра. Из соображений температурной стойкости в качестве материала для сопла можно использоваться нержавеющую сталь, молибден, титан. Прогреваемое щелевое сопло дает возможность предварительного прогрева газа, в том числе до температур выше, чем температура подложки, увеличивая тем самым его реакционную способность. Увеличение температуры приводит к увеличению подвижности молекул газа на поверхности меди и уменьшению количества дефектов в формирующемся графене. Если нагреть подложку до 1070°С она начнет плавиться (потечет), а не потянется, поэтому недогретую подложку обдувают горячим газом, повышая локально температуру в зоне роста графена. Следовательно, можно растить графен при более высоких температурах, а температура главный параметр обеспечивающий качество графена. Обдув подложки прогретой газовой смесью позволяет решить проблему протяжки подложки при достижении наиболее эффективной температуры синтеза графена. Например, наиболее хорошо графен растет на медной подложке при температуре подложки близкой к температуре плавления меди, но при такой температуре медь теряет жесткость и подложку невозможно протягивать.
Система перемещения подложки 3 включает перфорированную ленточную металлическую подложку 12, прижимной ролик 15 и два движущих зубчатых колеса 16. Прижимной ролик и зубчатые колеса расположены в вакуумной рабочей камере 1 на противоположных от зоны синтеза графена 17 сторонах. Ленточная подложка выполнена из металлической фольги, предпочтительно медной, и перфорирована по краям. При помощи зубчатых колес, установленных по краям перфорированной ленточной металлической подложки, производят перемотку ленточной подложки. Зубчатые колеса создают натяжение подложки и выравнивают деформации, возникающие в результате термического воздействия на подложку. Колеса располагают по краям подложки, чтобы не дотрагиваться до нанесенного на подложку графена и не сдирать его. Материал зубчатых колес - широко используемая в вакуумной технике нержавеющая сталь. Данный сплав является корозионно-стойким, а так же обладает низкой скоростью газовыделения: порядка 10-8-10-9 л*торр/(с*м2). Прижимным роликом осуществляют прижим подложки по всей ширине подложки без опасности стереть нанесенный слой графена, так как ролик установлен в области, где на подложку графен еще не нанесен. В результате происходит эффективное выравнивание деформированной подложки и улучшается теплообмен с охлаждаемой частью. Так как все части системы находятся вблизи прогреваемой области и нагреваются до 300-400 С, они выполнены из термостойких материалов. Металлическая подложка, прижимной ролик и перемещающие подложку зубчатые колеса установлены в вакуумной рабочей камере, что исключает контакт металлической подложки с нанесенным на нее слоем графена с атмосферой до полного остывания. Вращение зубчатых колес производится шаговым двигателем 7 с механизмом реверса, расположенным снаружи вакуумной камеры. Двигателем осуществляется торможение и реверс движения подложки. Реверс позволяет совмещать предварительную обработку подложки и синтез графена. Предварительная обработка подложки (удаление оксидного слоя) происходит при обдуве через сопло водородом при температуре 1050 С, синтез происходит при обратной протяжке подложки и обдуве смесью Ar+CH4+Н2.
Система нагрева-охлаждения 4 включает контур водяного охлаждения 13 и нагреватель 14. Нагрев подложки 12 производят нагревателем 14, который располагают внутри рабочей вакуумной камеры 1 в непосредственной близости от подложки, что позволяет достичь высокой эффективности осаждения графена. В качестве нагревателя предпочтительно использовать источник инфракрасного излучения, галогенную лампу или любой другой нагреватель инфракрасного излучения. Установка источника инфракрасного излучения внутри вакуумной рабочей камеры позволяет получать КПД выше, чем при установке источника вне камеры, а, следовательно, графен будет дешевле.
Ширина зоны синтеза графена 17 составляет порядка ширины подложки преимущественно равна ширине подложки.
Охлаждение производят проточной водой. Контур водяного охлаждения позволяет снимать тепловую нагрузку с подложки вне зоны синтеза графена. Вне зоны синтеза графена при максимальных режимах работы нагревателя температура подложки достигает 300-400 С.
Все части конструкции установки выполнены из термостойкого материала.
Установка рулонного типа для синтеза графена работает следующим образом.
1. Ленточную подложку, выполненную из медной фольги, закрепляют прижимным роликом системы перемещения подложки. Прижим ленточной подложки предотвращает деформации при протяжке (позволяет поднять температуру синтеза, соответственно, в графене меньше дефектов и он однослойный).
2. Реактор вакуумируют и заполняют водородом до давления 10-100000 Па.
3. Включают прогрев щелевого сопла до температуры 950-1100°С и прогрев подложки источником инфракрасного излучения.
4. Включают расход водорода через сопло.
5. Включают протяжку ленточной подложки со скоростью 10-200 мм/мин. Перемотку ленточной подложки производят при помощи зубчатых колес системы перемещения подложки. На первой прогонке отжигают подложку в водороде. Отжиг в водороде восстанавливает оксидный слой на поверхности подложки, разглаживает поверхность, укрупняет зерна меди. Все это, к конечном итоге, приводит к улучшению качества графена.
6. Включают расход газовой смеси через сопло для синтеза графена.
7. Включают обратную протяжку ленточной подложки со скоростью 10-200 мм/мин и осуществляют синтез графена.
8. По окончании процесса синтеза выключают источники инфракрасного излучения и обогрева сопла, откачивают камеру, заполняют ее аргоном до атмосферного давления, открывают камеру и достают подложку с графеном.
В экспериментах синтез графена проводился в следующих условиях: температура подложки 1050°С, температура сопла 1070°С, состав и расход смеси Ar - 89 н.см3/мин, H2 - 20 н.см3/мин, СН4 - 0,22 н.см3/мин, скорость протяжки для однослойного - 1 см/мин, для несколькослойного - 0,5 см/мин. Предварительный отжиг подложки проводился при температуре 1070 С в протоке Н2 с расходом 100 н.см2/мин, в течение 1 часа. В качестве подложки, использовалась медная фольга фирмы AlfaAesar, толщиной 25 мкм и чистотой 99,8%.
На фигуре 4 представлены данные спектроскопии комбинационного рассеяния полученных образцов графеновых покрытий; 1 - однослойных; 2 - несколькослойных.
В полученных спектрах присутствуют пики D, G, 2D, характерные для графитовых структур. Из фигуры 4 видно, что в образцах интенсивность D пика очень слабая (для многослойного образца на уровне шума), таким образом, полученные графеновые покрытия имеют малое количество дефектов ID/IG<0,07. Полуширина 2D линии, а также отношение между интенсивностями 2D и G пиков соответствуют параметрам однослойного и 2-3 слойного графена (однослойный: G - 1578 см-1, полуширина - 28 см-1, 2D - 2677 см-1, полуширина - 39 см-1, несколькослойный: G - 1578 см-1, полуширина - 25 см-1, 2D - 2695 см-1, полуширина - 70 см-1).
Claims (5)
1. Установка рулонного типа для синтеза графена, включающая вакуумную рабочую камеру с соплом и ленточной металлической подложкой, систему нагрева-охлаждения с контуром водяного охлаждения и нагревателем подложки с источником инфракрасного излучения, систему перемещения ленточной металлической подложки с прижимными роликами и шаговый двигатель, отличающаяся тем, что сопло, на выходе из которого реализуется однородный по составу и температуре поток, имеет щелевую форму, внутри сопла установлена диафрагма с отверстием, вокруг сопла навит в виде спирали между керамическими держателями нагреватель, вокруг нагревателя установлен защитный экран, выполненный в виде плоской изогнутой в форме цилиндра пластины, ленточная металлическая подложка выполнена перфорированной по краям, система перемещения ленточной металлической подложки включает выполненные с противоположных сторон зоны синтеза графена прижимной ролик шириной, равной ширине подложки, и установленные по краям перфорированной металлической подложки два зубчатых колеса, нагреватель подложки с источником инфракрасного излучения установлен в непосредственной близости от подложки таким образом, что ширина зоны синтеза графена преимущественно равна ширине подложки, шаговый двигатель, приводящий в движение зубчатые колеса, оснащен механизмом реверса, при этом щелевое прогреваемое сопло, система нагрева-охлаждения и система перемещения ленточной металлической подложки размещены внутри вакуумной рабочей камеры.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр отверстия в установленной внутри щелевого прогреваемого сопла диафрагме составляет предпочтительно от 0,1 см до 1,5 см.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве материала для сопла используют нержавеющую сталь, молибден, титан.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве материала для подложки используют медь.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что прижимной ролик и движущие зубчатые колеса системы перемещения ленточной металлической подложки выполняют из термостойких материалов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018136448A RU2688839C1 (ru) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | Установка рулонного типа для синтеза графена |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018136448A RU2688839C1 (ru) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | Установка рулонного типа для синтеза графена |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2688839C1 true RU2688839C1 (ru) | 2019-05-22 |
Family
ID=66636987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018136448A RU2688839C1 (ru) | 2018-10-15 | 2018-10-15 | Установка рулонного типа для синтеза графена |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2688839C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760676C1 (ru) * | 2020-12-18 | 2021-11-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Cvd реактор рулонного типа для синтеза графеновых покрытий на подложках в виде широкой ленты |
RU2762700C1 (ru) * | 2020-12-18 | 2021-12-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Cvd - реактор рулонного типа |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150010701A1 (en) * | 2010-02-08 | 2015-01-08 | Graphene Square Inc. | Graphene roll-to-roll coating apparatus and graphene roll-to-roll coating method using the same |
KR20160126818A (ko) * | 2015-04-25 | 2016-11-02 | 전성남 | 비닐 하우스 난방장치 |
CN206858175U (zh) * | 2017-03-27 | 2018-01-09 | 重庆墨希科技有限公司 | 横向布置的多腔室石墨烯连续生长设备 |
RU2648424C2 (ru) * | 2016-02-25 | 2018-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Способ получения графена и устройство для его осуществления |
WO2018085789A1 (en) * | 2016-11-06 | 2018-05-11 | William Marsh Rice University | Methods of fabricating laser-induced graphene and compositions thereof |
-
2018
- 2018-10-15 RU RU2018136448A patent/RU2688839C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150010701A1 (en) * | 2010-02-08 | 2015-01-08 | Graphene Square Inc. | Graphene roll-to-roll coating apparatus and graphene roll-to-roll coating method using the same |
KR20160126818A (ko) * | 2015-04-25 | 2016-11-02 | 전성남 | 비닐 하우스 난방장치 |
RU2648424C2 (ru) * | 2016-02-25 | 2018-03-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Способ получения графена и устройство для его осуществления |
WO2018085789A1 (en) * | 2016-11-06 | 2018-05-11 | William Marsh Rice University | Methods of fabricating laser-induced graphene and compositions thereof |
CN206858175U (zh) * | 2017-03-27 | 2018-01-09 | 重庆墨希科技有限公司 | 横向布置的多腔室石墨烯连续生长设备 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2760676C1 (ru) * | 2020-12-18 | 2021-11-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Cvd реактор рулонного типа для синтеза графеновых покрытий на подложках в виде широкой ленты |
RU2762700C1 (ru) * | 2020-12-18 | 2021-12-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Cvd - реактор рулонного типа |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI498206B (zh) | 連續式合成碳薄膜或無機材料薄膜之設備與方法 | |
RU2688839C1 (ru) | Установка рулонного типа для синтеза графена | |
Lin et al. | Synthesis of yttrium oxide nanoparticles via a facile microplasma-assisted process | |
CN107201505B (zh) | 用于连续生产高质量石墨烯的方法 | |
JP7039051B2 (ja) | 大気圧での化学蒸着(ap-cvd)により銅基板にグラフェンを製造する改良方法および改良システム | |
CN108203090A (zh) | 一种石墨烯的制备方法 | |
US11377754B2 (en) | Epitaxial deposition reactor with reflector external to the reaction chamber and cooling method of a susceptor and substrates | |
CN105002460A (zh) | 电流复合扩散法连续制备高硅硅钢薄带的方法及装置 | |
CN108441948A (zh) | 一种晶圆级石墨烯微纳米单晶阵列的制备方法 | |
CN108314019B (zh) | 一种层数均匀的大面积高质量石墨烯薄膜的制备方法 | |
CN107557761B (zh) | 一种用于在带/线材上连续化生长二维材料的卷对卷装置及其控制方法 | |
CN103469308A (zh) | 一种二维原子晶体材料、其连续化生产方法及生产线 | |
RU2480398C1 (ru) | Способ получения углеродных нанотрубок и устройство для его осуществления | |
RU2762700C1 (ru) | Cvd - реактор рулонного типа | |
CN104609406A (zh) | 一种常压二段过程催化固体碳源合成石墨烯的方法 | |
JP4862193B2 (ja) | 半導体膜形成装置、半導体膜形成方法、及び半導体膜付き線条体 | |
CN113061871A (zh) | 一种高质量快速大面积制备垂直石墨烯薄膜的方法 | |
RU2653036C2 (ru) | Способ осаждения алмазных плёнок из термически активированной смеси газов и реактор для его реализации | |
JP2013503969A (ja) | 気相から基板を被覆するための方法及び装置 | |
Behura et al. | Chemical vapor deposited few-layer graphene as an electron field emitter | |
Karmakar et al. | Large area graphene synthesis on catalytic copper foil by an indigenous electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition setup | |
RU2760676C1 (ru) | Cvd реактор рулонного типа для синтеза графеновых покрытий на подложках в виде широкой ленты | |
WO2018031455A1 (en) | Apparatus and method for production of graphene products | |
JP3972095B2 (ja) | 単結晶ホウ素ナノベルトの製造方法 | |
CN216890115U (zh) | 一种石墨烯的cvd卷对卷高效生产制备装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200928 Effective date: 20200928 |