化学気相成長法（CVD）におけるグラフェン成長触媒は、一般的に遷移金属であり、ニッケルや銅が最も一般的である。
これらの金属は、合成基板と触媒の両方の役割を果たし、炭素含有ガスの分解と、それに続く炭素原子の堆積を促進してグラフェン層を形成する。
理解すべき4つのポイント
1.遷移金属の役割
ニッケルや銅などの遷移金属が触媒として選ばれるのは、高温で炭素を溶解し、温度を下げるとグラフェンとして析出する性質があるからである。
この性質により、グラフェン層の表面での成長を制御することができる。
2.CVDのプロセス
CVDプロセスでは、炭素源（多くの場合メタンガス）の存在下、金属触媒を高温（通常800～1050℃）に加熱する。
高温により、メタンは炭素と水素に分解される。
その後、炭素原子は金属触媒中に拡散し、表面に到達すると再結合してグラフェンを形成する。
水素ガス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役割を果たす。
3.触媒使用の利点
CVDに触媒を使用することで、エレクトロニクスやオプトエレクトロニクスへの応用に不可欠な、高品質で大面積のグラフェン膜を成長させることができる。
触媒は、均一な成長を達成するのに役立ち、グラフェン層の数やその特性を制御するために調整することができる。
4.課題と開発
触媒の使用は確立されているが、拡張性、コスト、金属触媒から目的の基板にグラフェンを移動させるための合成後の移動プロセスの必要性などの点で課題が残っている。
ガス状触媒アシストCVDなどの最近の開発は、誘電体基板上へのグラフェンの直接成長を可能にすることで、移動の必要性を回避し、こうした問題に対処することを目指している。
要約すると、遷移金属、特にニッケルや銅は、グラフェンのCVD成長において効果的な触媒として機能し、炭素源の分解と炭素原子の制御された析出を促進し、高品質のグラフェン層を形成する。
現在も、グラフェン製造の効率と応用性を向上させるため、触媒の使用法を改良する研究が続けられている。
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