グラフェンの最適な供給源としては、主にメタンガスと銅箔が挙げられる。メタンはグラフェンを製造するための最も一般的な炭素源であり、銅箔は化学気相成長法(CVD)による大規模生産に適した基板である。
炭素源としてのメタンガス
メタン(CH4)は、グラフェンの製造に最も広く使用されている炭素源である。メタン(CH4)は入手しやすく、グラフェン層の形成に必要な炭素を効率よく供給できるため、好まれている。CVDプロセスでは、メタンを高温で分解して炭素原子を放出し、それが基板上に堆積してグラフェンが形成される。グラフェンの成長に必要な炭素を供給するメタンの役割は極めて重要である。しかし、このプロセスには水素も必要であり、水素はアモルファス炭素を除去し、グラフェンの品質を向上させるのに役立つ。メタンと水素のバランスは非常に重要で、比率が不適切だと、水素原子による過剰な腐食によってグラフェンの品質が劣化する可能性がある。CVDプロセスにおける銅箔:
銅箔は、CVD法によるグラフェンの大量生産に適した基板である。2009年にLiらによって開拓されたこの方法では、銅箔上でメタンを分解し、大面積で均一なグラフェン膜を生成する。銅箔の使用は、安価で製造が容易であり、欠陥を最小限に抑えた高品質のグラフェンを成長させることができる点で有利である。銅箔上のCVDプロセスはスケーラブルであり、工業用途にも採用されている。事実上、長さ無制限のグラフェン膜を製造することが可能であり、これはさまざまな用途における需要の増大に対応するために不可欠である。
その他の考察