石墨烯微結(jié)構(gòu)的電霧化沉積和電射流直寫成型研究.pdf

1、石墨烯具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，在電子設(shè)備、傳感器、超級電容器、場效晶體管及復(fù)合材料等眾多領(lǐng)域有著巨大的潛在應(yīng)用價值。石墨烯的圖形化是實(shí)現(xiàn)石墨烯器件功能的關(guān)鍵。本文采用電霧化沉積和電射流直寫成型的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯微圖形的制造。
　　采用Nafion和乙基纖維素作為分散劑，制備了適用于電霧化沉積和電射流直寫的石墨烯懸浮液。電霧化沉積了石墨烯片和薄膜，研究了高度參數(shù)對石墨烯沉積膜的結(jié)構(gòu)和電學(xué)性質(zhì)的影響。發(fā)現(xiàn)3mm沉積高度下，薄膜具有低表

2、面粗糙度和低方塊電阻，其中方塊電阻值最小為40Ω/sq。通過對石墨烯薄膜進(jìn)行拉曼光譜測試，證明了電霧化沉積的石墨烯具有典型石墨烯結(jié)構(gòu)。根據(jù)接觸角測試結(jié)果，分析得出沉積石墨烯具有明顯的疏水特性，能夠?qū)崿F(xiàn)對硅表面的疏水改性。
　　利用金屬和光刻膠作為模板，結(jié)合電霧化技術(shù)，分別在PDMS和玻璃襯底上，實(shí)現(xiàn)了圖案化石墨烯微結(jié)構(gòu)的沉積成型。分析了模板類型和圖案線寬對沉積石墨烯微結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn)，金屬模板寬度大于60μm時，沉積石墨烯微結(jié)

3、構(gòu)的致密性會降低，光刻膠模板寬度小于30μm時，沉積石墨烯微結(jié)構(gòu)的致密性會降低。采用模板輔助電霧化沉積技術(shù)，結(jié)合MEMS工藝，制作了應(yīng)用于微流控芯片的Pt/石墨烯修飾復(fù)合微電極，實(shí)現(xiàn)了對羥甲基二茂鐵的電化學(xué)檢測，分析發(fā)現(xiàn)Pt/石墨烯修飾復(fù)合微電極比Pt微電極具有更高的電化學(xué)靈敏度。
　　研究了電射流直寫工藝參數(shù)中高度和流量對電射流直徑及下落形態(tài)的影響。分析發(fā)現(xiàn)直寫高度與流量的變化會直接引起石墨烯微結(jié)構(gòu)幾何尺寸及電學(xué)參數(shù)的變化。利用