Hovsa: Sony udfordrer Samsung med snedige grafen ruller
Samsung har siddet komfortabelt på tronen som den ubestridt ledende virksomhed indenfor grafen teknologi efter deres spektakulære gennembrud i 2010, og har flere gange med et høfligt og lidt nedladende smil dukket op på de ledende konferencer hvor de uden større besvær har kunnet blæse håret af alle os forskere. "Jamen hvor er det fint og hvor er i dygtige allesammen at I kan lave lidt grafen i jeres laboratorier, her er forresten en rulle grafen I kan lege med - en gave!". Hvad Samsung har tænkt sig at stille op med grafen vides ikke præcist - men at dømme efter den maskinpark de har bygget op, mener de det alvorligt. Men vi venter stadig på grafen-baserede fladskærme og mobiltelefoner fra giganten....
Der er da flere andre virksomheder der også har en solid grafen aktivitet - mange andre faktisk. Men at SONY har meldt sig på banen med et uskyldigt lille paper i Applied Physics Letters, "Production of a 100-m-long high-quality graphene transparent conductive film by roll-to-roll chemical vapor deposition and transfer process" kan meget vel vise sig at være den første store udfordring af Samsungs fører position - og det er på tide! Artiklen er fra 2013, men jeg har først opdaget den nu. Sikke en dejlig overraskelse!
100 m!!!! Rock n roll! To Roll!
En virkelig listig og interessant detalje er at de klarer opvarmningen af kobberet til de omkring 1000 C der er nødvendig for at få grafen af ordentlig kvalitet (på kobber) ved at sende strøm igennem kobber folien (se illustration). Kobber folien passerer forbi to elektrisk ledende ruller, der fungerer som elektroder. Strømtætheden for at nå de 1000 C er omkring 82 A/mm2, og med en folietykkelse på 125 µm og en bredde på 210 mm, får man en pæn strøm på 2kA. Det er vel ikke værre end man kan klare med en håndfuld bilbatterier.
At dømme efter data i artiklen er det gået helt fint med kvaliteten. Deres bevægelighed (carrier mobility) som direkte udtrykker hvor mange spredningsprocesser der sker i grafenen - og dermed hvor god kvaliteten er i forhold til elektrisk ledningsevne - ligger omkring 1000 cm2/Vs. Og det er ganske pænt for CVD (chemical vapor deposition) grafen.
De ser at grafen kvaliteten og dækkeevnen (hvor meget af kobberet der er dækket) falder noget nær kanterne, hvilket forklares fornuftigt nok som større varmetab - folien varmes jo "af sig selv" - og er ikke placeret i en ovn med homogen temperatur fordeling. Det er iøvrigt ikke så nemt at have en rulle kobber til at skulle trækkes tværs igennem en 1000C varm ovn uden at der opstår temperaturforskelle, så jeg vil tro at "folie igennem ovn" konceptet lider af homogenitetsproblemer på grund af temperatur gradienter, ligesom Sonys løsning.
Men se lige de data her: det er ret pænt med en så stabil flademodstand (nederste graf) over 100 m grafen.
Det er også interessant at ALLE på forfatterlisten er fra Sony. Det er et insider job, og jeg er meget interesseret i at se hvad Sony har tænkt sig med deres grafen rulleri. Og vi skal da helt sikkert prøve det på DTU!
