“In dieser Nano-Welt atomdicker Schichten sind schnelle und leicht reproduzierbare Experimente unabdingbar. Der CVD-Würfel von Oerlikon Leybold Vacuum bietet genau diese Eigenschaften in Form eines sehr kompakten und zuverlässigen Experimentiersystems”, verdeutlicht Prof. Dr. Mark Hermann Rümmeli vom Center for Integrated Nanostructure Physics (CINAP) IBS von der Sungkyunkwan Universität in Suwon, Republik Korea. Der Experte für Graphen-Forschung des IFW Instituts für Festkörper und Werkstoffforschung in Dresden hält die chemische Dampfphasenabscheidung (CVD) für eine der zuverlässigsten Methoden für die Herstellung großflächiger Graphenschichten auf Metallsubstraten mit unterschiedlichen Kohlenstoffquellen.

CVD-Würfel als Tischgerät
Das Tischgerät ermöglicht die Bildung von Graphen-Doppelschichten (bilayer graphene – BG) auf einem themoplastischen Polymer als feste Kohlenstoffquelle. Dieser Effekt wurde durch Rasterkraftmikroskopie (Atomic Force Microscopy – AFM) und optische Mikroskopie (Optic Microscopy – OM) nachgewiesen. Die Anwendung ebnet den Weg für neue Experimentieranordnungen, in denen unterschiedliche Feststoff-Kohlenstoffquellen einschließlich abweichender Polymerschichten und kleiner Moleküle als Ausgangsmaterial dienen können.

Bei Graphen handelt es sich um eine ebene Monoschicht wabenförmig angeordneter Kohlenstoffatome, die zweidimensional gepackt sind. Dieses Nanomaterial wurde in den vergangenen Jahren aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften einschließlich Ladungstransport sowie seiner thermischen, optischen und mechanischen Vorzüge umfangreich untersucht. Eine nachhaltige Umsetzung dieser Forschungsergebnisse wird zu Graphen- bzw. graphenbasierten Materialien führen, die eine wichtige Rolle in den Bereichen transparenter, flexibler Elektroden, Energiespeicher, chemischer Sensoren und organischer Elektroden spielen werden.

Die Forschungen ergaben unter anderem, dass die opto-elektrischen Eigenschaften von Graphen sehr stark vom Zielsubstrat abhängen. Daher sind die Dielektrika/Graphen-Systeme in der Lage, die Eigenschaften von suspendiertem Graphen nachzubilden, wobei die Überwindung der inhärenten Schwierigkeiten dieser suspendierten Proben ein aktuelles Thema im Bereich der sich schnell entwickelnden Nanotechnologie ist. Im Rahmen dieser experimentellen Studien wurde der thermische CVD Reaktor von Oerlikon Leybold Vacuum erfolgreich eingesetzt. Durch seine CVD-Express-Software erlaubt das System eine einfache, schrittweise Programmierung jedes Reaktionsschrittes.

Neben der gesteigerten Benutzerfreundlichkeit mit Plug-and-Play-Funktionalität bietet das System folgende Vorteile:

– Präzise, konfigurierbare Massendurchsatzregelung und Echtzeiterfassung überwachter Experimente.

– Softwaregesteuertes Flüssigkeits-Modul zur Sicherstellung verdampfter Flüssigkeitsmengen und zur Bereitstellung einer großen Anzahl von Reagenzien als flüssiges Ausgangsmaterial.

– Komplexe Experimentier-Einstellungen lassen sich speichern und für Reproduzierbarkeitstests wieder laden.

– Einzelzonen-Temperaturen von 1000 °C für den Ofen, Widerstandsheizung und Konstant-Temperatur- Reaktionszone.

– Sicherheitsalarme.

Der CVD-Würfel ist dadurch der kompakteste thermische CVD Reaktor auf dem Markt, extra konstruiert für die anspruchsvollsten Sicherheitsstandards von Forschungslaboren.

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