Vandaag, Graphene Flagship-partner AIXTRON toonde twee systemen die kosteneffectieve grafeenproductie mogelijk maken voor toepassingen in consumentenelektronica, sensoren en fotonische toepassingen.

Grafeen Vlaggenschippartner AIXTRON introduceerde resultaten van twee van zijn systemen die de grootschalige productie van grafeen door middel van chemische dampafzetting (CVD) mogelijk maken. De Neutron is een roll-to-roll-systeem dat in staat is om onder omgevingsomstandigheden grote gebieden grafeen op metaalfolies af te zetten; het CCS 2-D-systeem maakt productie van grafeen op wafelschaal op isolerende wafels mogelijk, een doorbraak die de ontwikkeling van nieuwe grafeenelektronica zal versnellen. Om de kosteneffectieve aard van het geproduceerde grafeen aan te tonen, AIXTRON verspreidde monsters op het Industrial Forum.

Het innovatieve Neutron-systeem heeft een capaciteit van maximaal 20, 000 vierkante meter grafeen per jaar; dit is ongeveer 200 keer de productiecapaciteit van de typische reactoren die tegenwoordig in gebruik zijn. Alex Jouvray, programmamanager bij AIXTRON en Graphene Flagship werkpakketleider voor productie, zegt, "Neutron is het product dat het resultaat is van meer dan drie jaar R&D, waaronder de demonstratie van roll-to-roll grafeengroei tijdens de eerste fasen van het Graphene Flagship-project."

Neutron brengt de productie van grote gebieden grafeen buiten academische kringen en naar de fabrieksvloer. "De folie die is gecoat met grafeen komt het Neutron-systeem binnen en verlaat het onder omgevingsomstandigheden, " legt Jouvray uit. "Omdat het geen vacuüm nodig heeft, de Neutron kan eenvoudig inline worden geplaatst in grafeenfabrieken, " voegt hij eraan toe. Monolaag grafeen met een groot oppervlak geproduceerd met behulp van deze nieuwe techniek zou kunnen leiden tot toepassingen in transparante geleiders, draagbare apparaten, en coatings. "Bovendien, het is zuinig, " voegt Jouvray toe. "Met Neutron, we zijn in staat om de kosten van een vierkante meter grafeen CVD-films met twee ordes van grootte te verlagen, " legt hij uit. "Het is een game-changer."

Het veelzijdige CCS-systeem is gericht op halfgeleidertoepassingen. Hier, er zijn strenge verontreinigingseisen; gebruikelijk, grafeen moet worden gekweekt op metalen oppervlakken en folies, die, niet-plat zijn, zijn een uitdaging om te hanteren in de halfgeleiderindustrie en bevatten metaalverontreiniging die verdere reinigingsstappen vereist voordat het materiaal een fabriek kan betreden. Tijdens de eerste jaren van het Graphene Flagship-project, samen met de groep van Camilla Coletti bij Graphene Flagship-partner Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), AIXTRON schaalde de groei van grafeen op isolatoren tot volledige wafelschaal op zijn CCS 2-D-reactor, die plaats biedt aan 2-inch tot 8-inch wafers. De wafels vertonen lage verontreinigingsniveaus die direct na groei voldoen aan de eisen van halfgeleiderfabrieken. Camilla Coletti merkt op dat "zo'n enorme vooruitgang alleen mogelijk is dankzij het Graphene Flagship-project dat topwetenschappers uit de academische wereld en ingenieurs van een wereldwijd toonaangevend apparatuurbedrijf samenbrengt." Het systeem is ook in staat om op grote schaal andere gelaagde materialen te produceren, zoals boornitride of overgangsmetaaldichalcogeniden.

Kari Hjelt, Head of Innovation van het Graphene Flagship is van mening dat "deze door AIXTRON ontwikkelde systemen laten zien hoe onze investering in prototypes tijdens de eerste jaren van het Graphene Flagship leidt tot producten die massaproductie van grafeen mogelijk maken door middel van chemische dampafzetting." Hij voegt toe, "Deze ontdekkingen openen duizenden mogelijkheden buiten grafeen, de komst van wafels met andere gelaagde materialen, of zelfs sandwich heterostructuren liggen om de hoek, ’ besluit Hjelt.

Andrea C. Ferrari, Science and Technology Officer van het Graphene Flagship en voorzitter van het managementpanel voegde toe dat "het uiteindelijke doel van het Graphene Flagship is om grafeen en verwante gelaagde materialen van het laboratorium naar de fabrieksvloer te brengen. Om deze nieuwe materialen naar de traditionele halfgeleiderfabrieken te brengen , wat essentieel is om hun wijdverbreide toepassing in consumentenelektronica te bereiken, fotonica en sensoren, industriële gereedschappen geschikt voor groot gebied, grote snelheid en goedkope productie van grafeen en aanverwante materialen nodig zijn."

“Met deze systemen " voegt Ferrari toe, "Graphene Flagship Partner AIXTRON loopt voorop bij het bevorderen van de nieuwe marktkansen die deze nieuwe materialen bieden. Het vermogen om op grote schaal grafeen levensvatbaar te produceren is van bijzonder belang nu het Graphene Flagship zich opmaakt om de eerste Graphene Foundry te lanceren. Bovendien, deze producten vormen een hoeksteen in de innovatie- en technologieroutekaart van het Graphene Flagship, en laat zien dat we klaar zijn om de ambitieuze doelen voor onze eerste tien jaar te bereiken."