Nowy doktor w Łukasiewicz – PORT

Celem doktoratu wdrożeniowego była budowa systemów do syntezy grafenu na powierzchni miedzi oraz optymalizacja warunków syntezy, mająca na celu efektywne pokrywanie powierzchni przewodów i ścieżek miedzianych grafenem, w połączeniu z opracowaniem metod oceny jakości uzyskiwanych powłok.

W wyniku prowadzonych prac powstały dwa systemy do syntezy grafenu za pomocą chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganego plazmą (PECVD). Pierwszy system umożliwia ciągłe pokrywanie przewodów miedzianych o różnych średnicach, natomiast drugi, okresowy system, umożliwia syntezę zarówno niskotemperaturową, na potrzeby pokrywania ścieżek miedzianych, jak i wysokotemperaturową, ukierunkowaną na uzyskanie grafenu o wysokiej jakości.

Optymalizacja procesów syntezy pozwoliła na uzyskanie grafenu o wysokiej jakości na podłożach miedzianych w obu systemach. W trakcie tych procesów opracowano kompleksowe wytyczne pracy z podłożami miedzianymi, umożliwiające uzyskiwanie grafenu jednowarstwowego na dostępnej komercyjnie miedzi M1E. Stworzono metody transferu z folii, drutów i ścieżek miedzianych, umożliwiające pełną charakterystykę uzyskanego grafenu oraz jego wykorzystanie na szerokiej gamie podłoży docelowych.

Przedstawione w pracy wyniki badań zawierają także porównawcze badania starzeniowe i odporności na podwyższoną temperaturę wykonywanych powłok grafenowych. Badania przeprowadzono na drutach miedzianych o komercyjnej klasie czystości M1E, w których drut pokryty grafenem PECVD, tlenkiem grafenu i lakierem komercyjnym poddano testom korozji w mgle solnej. Oceniono stopień zabezpieczenia powierzchni miedzi oraz zmiany rezystancji w podwyższonej temperaturze. Badania wykazały zarówno stabilność strukturalną grafenu po testach antykorozyjnych, jak i zbliżone lub lepsze wyniki rezystancji w podwyższonej temperaturze w porównaniu z komercyjnymi powłokami.

Praca była realizowana w Łukasiewicz – PORT we współpracy z Zakładem Materiałów Polimerowych i Węglowych na Wydziale Chemicznym Politechniki Wrocławskiej. Promotorami pracy są prof. dr hab. inż. Grażyna Gryglewicz i dr hab. inż. Alicja Bachmatiuk.