第410章 石墨烯晶圆材料

材料和能量，是任何一种科技最底层的基础。
而且科技指数越高，对于这两种东西的性能需求也就越高。
就好像你的可控核聚变反应堆不可能简单的拿个木质或泥制的框架给它包裹起来一样，那需要各种材料以及对于能量控制的极高技术。
原始人钻木取火，现代人发电照明，当未来电能的级别不够时，还会出现什么新能源，谁又说的定呢？
韩元制备石墨烯的过程才刚刚开始，就给各国的专家心里带来了极大的震撼。
这种将每一种材料的物理化学特性研究透彻并且能实际运用起来旳科技或者说材料学简直可以说给他们打开了新世界的大门。
最关键的是，这种实际运用的方法，是他们看得见，摸得着并且以现在的理论知识完全可以做到的。
只不过以前从来没有人去这样想过。
这是思维的误区，不说常人，即便是绝大部分的科学家都难以触及这个领域。
只有极少部分的人，拥有这样敏锐的感知，可以想到并且将其实现。
而这样的人，无论在哪个年代出现一个，都能以一己之力推动整个社会的发展。
比如牛顿，爱因斯坦，法拉第，达芬奇这里名留青史的科学家，又或者那个曾经被米国资本隐藏的大发明家尼古拉·特斯拉。
这些人对于整个社会，整个文明，整个科技的发展和影响，都无比巨大，甚至直到今天，他们建立的知识理论都还在被人研究，尚未彻底证实。
就像二十一世纪的物理学家依旧在研究‘相对论’一样，无论是广义相对论，还是狭义相对论，都还有爱因斯坦留下的预言理论未被解开的地方。
.......
化学实验室中，韩元守在高温冶炼炉前面。
现在正在进行第二步。
送入单晶炉中的石墨和碳化硅早已经被汽化，新形成的碳粉和石墨粉以及少量的碳化硅晶核被自动化程序送入了高温冶炼炉里面。
高温冶炼炉内充斥着大量的甲烷、乙烯等气体，里面的气压和气体含量都是有严格要求的。
而这些碳粉和石墨粉末则平铺在高温冶炼炉里面，铺在一层单晶镍上面。
这层单晶镍在整个过程中起到催化作用。
那些放置在上面的碳粉、石墨粉末以及碳化硅粉末会在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面，形成石墨烯。
然后通过轻微的化学刻蚀，就使石墨烯薄膜和镍片分离得到石墨烯薄膜。
通过这种方式，只需要控制好温度、气压以及各项参数信息，完全可以做到自动化批量生产。
包括后续的的石墨烯薄膜和镍片基底的分离，都可以通过智能程序的来处理。
如果说在整個制造过程中还有什么缺点的话，那高纯度的单晶镍基底算一个了。
整个石墨烯的制造过程中，就属这项材料最为贵重。
毕竟高纯度单晶镍的冶炼需要单晶炉来处理，价格自然不会便宜。
单晶镍和普通镍的价格，就好比多晶硅和单晶硅之间的区别一样，两者相差了数百倍。
这也是没有任何办法的事情，普通镍因为结构和单晶镍的结构完全不同，无法用作石墨烯生成的催化材料。
韩元也尝试过想用其他的材料来代替单晶镍，他在深夜计算过不少种材料，比如铜、铁、金、CFA铜铁合金、γ镍等各种。
但都达不到要求。
其实除了这种冶炼方法外，石墨烯还有另外一种更加简单的制备方法。
那就是华国通过超高纯度的碳化硅晶片来进行处理，这种方式同样可以制造出高品质的石墨烯。
而且制造过程更加简单方便，有一个真空冶炼炉就可以了。
但问题是，超高纯度的碳化硅晶片的生产难度和价格并不比单晶镍低多少。
而且华国也没有掌握超高纯度的碳化硅晶片生产技术，所有的碳化硅晶片基本都依赖进口。
相比之下，单晶镍虽然也珍贵，但因为之前的直播，可以冶炼出单晶镍的单晶炉的制造方法已经被华国说掌控了。
也就是说，华国现在能自行生产单晶镍了，或许品质在一定程度上还弱于国外一些，但满足石墨烯的生产还是可以做到的。
这也是韩元考虑过的地方。
石墨烯的生产制备技术很多，其中有不少技术比起‘气相沉积-晶核外延法’更加简单。
但简单的背后，对应的是某些高难度操作或者说需要的一些材料非常稀有。
而‘气相沉积-晶核外延法’除了单晶镍这种材料比较珍贵外，其他的材料，如高品质的石墨、碳化硅、甲烷、乙烯等都很便宜。
.......
化学实验室中，高温冶炼炉中的反应正在进行中。
那些铺在单晶镍基底上的粉末在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面，逐渐形成石墨烯。
而高温炉中充填的甲烷，乙烯等气体在这个过程中则起到了一定的沉积辅助以及进行清理杂质的作用。
通过控制生长参数及实验温度等条件，高温冶炼炉中规则排布的六角石墨烯片正在生成。
二十分钟的时间过去后，设置在新集成芯片计算机中的程序自动启动，通过高温冶炼炉中的芯片进行操控，控制炉内气体排出，温度降低，气压降低......
一系列的操作根本就不用韩元自己动手，编写好的程序能自动搞定。
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