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第四百零八章:華國專家的嘆息 (2 / 3)

“碳基晶片的能耗較低,一部分原因就是因為量子霍爾效應,它的存在,會讓磁場對導體中的電子產生一個橫向的作用力,從而在導體的兩端產生電壓差,有效增加電子的運輸。”

“而透過‘氣相沉積晶核結晶法冶煉法’製備出來的石墨烯,彌補了晶核外延法的缺點,更適合用來製備碳基晶片的底層材料。”

“好了,多餘的話就不用說了,剩下的一些介紹,我會在製備過程中講解的。”

說著,韓元將手中的石墨放回了玻璃瓶中,帶著這些材料和裝置來到了化學實驗室另一個房間中,這裡面有一臺單晶爐。

‘氣相沉積法’是冶煉材料中的一種辦法,主分類在化學冶煉下面,這也是他用的最多,最熟悉的一種方法。

至於多出來的晶核結晶步驟,只要選好了結晶的材料,這也並不算很難。

如果說這種方法冶煉石墨烯有缺點的話,那應該就是冶煉過程中使用的冶煉裝置比較貴了。

無論是高溫冶煉爐還是單晶爐,一臺的價值都要大幾百萬甚至上千萬。

不過‘氣相沉積晶核延伸冶煉法’還有一個很大的優點。

那就是這種辦法可以實現智慧管控,也就是在設定好冶煉溫度、冶煉時間、通入晶核等各種條件後,可以透過人工智慧程式進行管控。

整個過程絕大部分都可以實現無人管理。

韓元不會折騰出一種很複雜的石墨烯冶煉方式,因為這不值得,無論是對於他來說,還是對於現實中的各國來說都不值得。

畢竟現實各國手中也不是沒有石墨烯批次生產的辦法。

比如米國德州州立大學的華裔教授於慶凱和普度大學助理教授陳勇研發的單晶擴充套件外延法(晶核延伸法中的一種)就可以批次生產出石墨烯。

只不過同樣有著造價高,生產出來的石墨烯層偏厚等缺點。

石墨烯的批次生產技術並不是什麼黑科技,各國都有研究也都有掌握。

只不過難的是生產出大面積、高品質且無晶界的石墨烯。

.......

谷綿

實驗室中,韓元處理著手中的石墨、碳化矽等材料。

‘氣相沉積晶核延伸冶煉法’製備石墨烯雖然對裝置要求很高,但對於環境的要求並不算很高。

遷移後的化學實驗室裡面的房間均是百級無塵實驗室,完全可以滿足需求。

所以韓元可以直接在化學實驗室中進行處理。

石墨和碳化矽清理掉肉眼的可見的雜質,清理掉長時間存放導致的表面氧化層和腐化層,而後投入專用的溶液中浸泡五分鐘,再洗滌一次。

趁著處理石墨和碳化矽材料的時間,韓元將製備石墨烯的裝置整體組裝起來。

需要的裝置並不多,一個高溫冶煉爐和一個單晶爐,就這兩個裝置。

這兩裝置是連線在一起的,單晶爐冶煉出來的單質碳和高純度石墨粉末可以透過傳送帶直接送到高溫冶煉爐中。

在石墨烯沒有冶煉出來之前,整體封閉,而且在冶煉過程中,還會透過投入甲烷、乙烯等氣體更進一步的提純,所以才對外部環境的要求不高,不需要頂級的無塵工作室。

......

化學氣相沉積法冶煉材料對於韓元來說是再熟悉不過的步驟。

清理完成後的石墨和碳化矽被投入了單晶爐中。

韓元調整好各項引數,啟動了冶煉裝置。

單晶爐中的溫度在高變頻高電壓電流的支撐下迅速升高,數分鐘後,便達到了五千度。

這個溫度下,無論是石墨還是碳化矽材料都會被汽化。

裝置開啟後,韓元站在一旁等待著汽化完成,順便講解一下製備石墨烯過程中需要注意的地方:

“在石墨烯的製備過程中,有一些需要注意的地方。”

“比如單晶冶煉爐裝置,它的作用是將石墨氣化,進一步提純,變成單質碳或者高純度石墨粉末。”

“在這裡,需要單晶爐內是真空,且需要將溫度提升到超過五千度,讓石墨汽化,進而形成純度更高的碳粉或者石墨粉末。”

“而高溫冶煉爐的作用則是將提純後的石墨粉末和單質碳重新氣化,然後在底盤上的單晶晶核上重新進行層次生長,這樣就可以得到高品質的石墨烯塊。”

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