石墨烯的太赫兹成像为优化和产业化铺平了道路

石墨烯太赫兹成像

石墨烯旗舰研究人员开发了一种新的测量标准,用于分析石墨烯和层状材料,可加速生产和优化设备制造。信贷:石墨烯旗舰

石墨烯旗舰研究人员开发了一种新的分析测量标准石墨烯和分层材料,可以加速生产和优化器件制造。

x射线扫描革新了医学治疗,使我们无需手术就能看到人体内部。同样,太赫兹光谱学可以穿透石墨烯薄膜,使科学家可以在不损坏或污染材料的情况下绘制出石墨烯薄膜的电子质量的详细地图。石墨烯旗舰项目汇集了来自学术界和工业界的研究人员,以开发和成熟这种分析技术,现在一种用于石墨烯表征的新型测量工具已经就绪。

由于石墨烯旗舰欧洲财团的协作环境,科学家从石墨烯旗舰合作伙伴DTU,丹麦,IIT,意大利,Aalto大学,芬兰,艾克森,英国,IMEC,比利时,石墨圈,西班牙,西班牙,西班牙华沙大学,波兰和塔尔斯研发,法国R&T,以及中国,韩国和美国的合作者。

石墨烯通常“夹在”许多不同的层和材料之间,用于电子和光子设备。这使质量评估的过程复杂化。太赫兹光谱学让事情变得简单了。它对封装材料进行成像,并揭示其石墨烯的质量,暴露出制造过程中关键点的缺陷。这是一种快速、非破坏性的技术,可以探测石墨烯和层状材料的电学性质,不需要直接接触。

表征技术等表征技术,如太赫兹光谱,因为它们保证了使石墨烯的设备一直和可预测地进行,而无缺陷。质量控制前面的信任。由于石墨烯旗舰开创的其他发展,如石墨烯和层状材料的卷卷生产,制造技术准备采取下一步。太赫兹光谱允许我们在不损失质量的情况下加速石墨烯生产。

石墨烯的太赫兹成像为工业化铺平了道路

太赫兹光谱穿透石墨烯薄膜,允许科学家制作其电气质量的详细地图,而不会损坏或污染材料。信用:PeterBøggild(石墨烯旗舰/ DTU)

石墨烯旗舰合作伙伴DTU的Peter Bøggild解释说:“我们需要这种技术来匹配石墨烯旗舰产品的高通量生产水平。”他补充道:“我们有信心,太赫兹光谱技术在石墨烯制造中的应用将会像医院的x射线扫描一样成为常规技术。”“事实上,借助太赫兹光谱技术,你甚至可以在不接触一米级石墨烯样本的情况下轻松绘制地图,而其他一些最先进的技术则不可能做到这一点。”此外,石墨烯旗舰产品目前正在研究如何将太赫兹光谱直接应用于卷对卷石墨烯生产线,并加快成像速度。

合作是这一成就的关键。学术机构的石墨烯旗舰研究人员与领先的石墨烯制造商密切合作,如石墨烯旗舰合作伙伴Aixtron,Graphenea和IMEC。“这是确保我们的解决方案与我们最终用户相关的最佳方式,该公司在工业秤上制作石墨烯和分层材料,”Bøgn说。“我们的出版物是一个全面的案例研究,突出了太赫兹光谱的多功能性和可靠性,以便对质量控制引导了我们的同事在将该技术应用于许多工业相关的基材,如硅,蓝宝石,碳化硅和聚合物。”他补充道。

制定标准是开发任何新材料的重要步骤,以确保它是安全的,真实的,并将提供可靠和一致的性能。这就是为什么石墨烯旗舰拥有一个专门的工作小组,专注于石墨烯、测量和分析技术以及制造流程的标准化。由于石墨烯旗舰标准化委员会的工作,新开发的太赫兹光谱学方法有望成为标准技术规范。“这无疑将加速这项新技术的应用,因为它将概述如何以可重复的方式对石墨烯样品进行分析和比较,”石墨烯旗舰合作伙伴DTU的彼得·杰普森(Peter Jepsen)解释道,他是这项研究的共同作者。他总结道:“太赫兹光谱学是增加石墨烯产品信任度的又一步。”

基本上Zurutuza,论文的合著者科学主任石墨烯Graphenea旗舰伙伴,说:“在Graphenea,我们确信太赫兹成像可以使质量控制技术的发展能够匹配生产吞吐量需求和提供有关石墨烯质量信息,这是至关重要的在我们朝着成功的石墨烯产业化。”

Thurid Gspann是石墨烯旗舰标准化委员会的主席,说:“这款Terahertz [Spectroscopy]技术预计将被行业广泛采用。它不需要任何特定的样品制备,并且是一种映射技术,可以允许以时间有效地分析大面积。“

石墨烯电子与光子集成旗舰部门负责人Marco Romagnoli补充道:“用于晶圆规模应用的太赫兹光谱工具是一种最先进的高TRL系统,用于表征含有CVD石墨烯的晶圆上的多层堆叠。它见效快,效果好准确性,并提供利益的主要参数,例如载流子迁移率,导电性,散射时间和载波密度。这种高价值的技术成果也是成为像石墨烯旗舰这样大型协作项目的优势的一个例子。“

Andrea C. Ferrari,石墨烯旗舰船主官及其管理小组的主席,补充说:“再次,石墨烯旗舰研究人员正在开创新的表征技术,以促进石墨烯技术的发展。这有助于我们稳步进展我们的创新和技术路线图,并将使石墨烯的工业吸收在各种应用中受益。“

参考:“案例研究石墨烯的电描述太赫兹时域光谱”由帕特里克·R惠兰,宾宾,至理名言Bezencenet, Abhay Shivayogimath, Neeraj Mishra说,沈钱,比亚克年代洁森Iwona帕斯捷尔纳克,David M Mackenzie,杰,Cunzhi太阳,皮埃尔•Seneor Bruno Dlubak Birong罗,弗雷德里克WØsterberg,黄部Haofei Shi,达罗Meihui Wang罗德尼·S·劳夫,本•R•康兰Clifford麦卡利斯,塞德里克Huyghebaert,史蒂文•Brems Timothy J展台,Ilargi Napal,Wlodek Strupinski、Dirch H Petersen、Stiven Forti、Camilla Coletti、Alexandre Jouvray、Kenneth B K Teo、Alba Centeno、Amaia Zurutuza、Pierre Legagneux、Peter U Jepsen和Peter Bøggild, 2021年2月17日,2D材料
DOI:10.1088 / 2053-1583 / abdbcb

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