El mejor sustrato para el grafeno es el cobre, sobre todo para la producción a gran escala mediante deposición química en fase vapor (CVD). El cobre es superior porque permite la deposición exclusiva de monocapas de grafeno, lo que es crucial para conseguir grafeno de alta calidad con defectos mínimos.
El cobre como sustrato superior para la producción de grafeno
El cobre está ampliamente considerado como el mejor sustrato para la producción de grafeno en procesos CVD debido a su capacidad para facilitar el crecimiento exclusivo de monocapas de grafeno. Esta exclusividad es fundamental porque minimiza la formación de multicapas de grafeno u otras estructuras de carbono que pueden degradar las propiedades eléctricas del grafeno. El uso de sustratos de cobre en CVD permite el crecimiento de películas de grafeno de gran superficie con gran uniformidad y menos defectos, que son esenciales para muchas aplicaciones electrónicas y optoelectrónicas.Otros sustratos y sus limitaciones
Aunque otros metales, como el níquel y el cobalto, también se utilizan como sustratos en CVD para la producción de grafeno, no alcanzan la eficacia y la calidad del cobre. El níquel, por ejemplo, favorece la formación de capas de grafeno controladas, pero tiende a formar grafeno multicapa con más facilidad que el cobre. El cobalto y otros metales de transición han sido explorados, pero a menudo adolecen de problemas relacionados con el coste, la calidad y la dificultad de transferir el grafeno a otros sustratos sin dañarlo.
Sustratos no metálicos e híbridos
El crecimiento directo del grafeno en sustratos no metálicos es un reto debido a su menor actividad catalítica para la escisión del precursor del carbono. Técnicas como el procesamiento a alta temperatura, la catálisis asistida por metales o la CVD mejorada por plasma pueden compensar este problema, pero la calidad del grafeno cultivado en sustratos no metálicos suele ser inferior. Los sustratos híbridos, como los formados por grafeno y nitruro de boro hexagonal (h-BN), ofrecen propiedades mejoradas para aplicaciones específicas, pero requieren procesos de fabricación complejos.
Consideraciones industriales y tecnológicas
