Le graphène s'invite dans les produits de grande consommation
Les propriétés du graphène (Cet article ne doit pas être confondu avec l’article graphème.) ont ouvert de nouvelles voies à la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...), dans des domaines aussi variés que la physique des particules (La physique des particules est la branche de la physique qui étudie les constituants...) à haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...), l'optoélectronique ou l'énergie. Pour que toutes ces innovations quittent le laboratoire pour le marché, un obstacle important demeure: l'absence de techniques adaptées à une production à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un...).
Le projet GRAFOL (Graphene chemical vapour deposition: Roll to roll technology), financé par l'UE, a été mis en place pour résoudre ce problème, en combinant une technique courante de fabrication de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) avec une technique efficace de croissance du graphène, et en utilisant une méthode sophistiquée de spectroscopie pour évaluer la croissance du graphène.
Le principal résultat de GRAFOL a été le développement d'un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son...) de production rouleau-à-rouleau (R2R) capable de produire à l'échelle industrielle des feuilles de graphène de grande taille. Fonctionnant à la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) ambiante et à une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) réduite, il a été identifié comme le meilleur moyen de fabriquer à bas coût ce matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) en carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C,...) monocouche.
En plus du développement d'un outil R2R, l'équipe du projet a adapté la méthode du dépôt chimique en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) vapeur () (CVD pour chemical vapor deposition) pour faire croître à bas coût des lots de graphène monocouche ou multicouche sur des galettes de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si...) de 300 mm de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...), soit la taille standard utilisée par l'industrie des semi-conducteurs. Ce développement a permis à l'équipe d'intégrer des photomodulateurs et des photodétecteurs à base de graphène dans une plateforme photonique sur silicium.
Les partenaires ont également réalisé une plateforme spintronique, un transistor à effet de champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) à base de graphène, ainsi qu'une diode électroluminescente organique (La diode électroluminescente organique (en anglais : Organic light-emitting diode, qui a...) utilisant du graphène multicouche en remplacement du coûteux oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins...) d'étain-indium.
Ils ont de plus réalisé un système nanoélectromécanique à radiofréquence et des détecteurs à base de graphène. Enfin, la croissance sur graphène de forêts de nanotubes de carbone et la croissance verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le...) de nanotubes de carbone en forte densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la...) pourraient constituer la base d'une future technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) d'interconnexion 3D tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) carbone.
GRAFOL a démontré que la croissance du graphène par CVD, associée à un processus R2R, constitue une technique viable de fabrication à grande échelle, ce qui ouvre la voie à la commercialisation d'une multitude de produits innovants. Étant la première à démontrer la faisabilité d'une telle technologie de production, l'UE se positionne pour retirer d'importants avantages économiques de sa position de leader mondial.
Pour plus d'information voir: projet GRAFOL