石墨烯基柔性透明導(dǎo)電薄膜制備及應(yīng)用研究.pdf

1、二維材料石墨烯兼具優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械性能，在透明導(dǎo)電薄膜領(lǐng)域具有重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景，有望取代傳統(tǒng)透明導(dǎo)電薄膜氧化銦錫(ITO)在光電子、微電子、軍事和通訊領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。本文著眼于石墨烯透明導(dǎo)電薄膜的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，圍繞大面積高質(zhì)量石墨烯的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和摻雜，對(duì)石墨烯基透明導(dǎo)電薄膜的制備與應(yīng)用展開(kāi)全面的研究。主要貢獻(xiàn)及創(chuàng)新包括:
　　石墨烯生長(zhǎng)方面，提出并利用同位素示蹤原子技術(shù)證實(shí)一種碳源銅箔內(nèi)表面到外表面擴(kuò)散的新的石墨

2、烯生長(zhǎng)機(jī)制;提出并利用同位素示蹤原子技術(shù)證實(shí)一種銅箔外表面到內(nèi)表面逆擴(kuò)散的刻蝕機(jī)制;在8 inch的化學(xué)氣相沉積(CVD)設(shè)備量產(chǎn)石墨烯薄膜，場(chǎng)效應(yīng)電子遷移率達(dá)到1353cm2V-1s-1;
　　石墨烯轉(zhuǎn)移方面，自主開(kāi)發(fā)了連續(xù)穩(wěn)定的靜電膜輔助轉(zhuǎn)移石墨烯的方法;首次提出一種采用改性的紫外光固化膠(UV)一步法轉(zhuǎn)移和摻雜石墨烯形成石墨烯透明導(dǎo)電薄膜的新方法，透光率高，方阻低且穩(wěn)定;在沒(méi)有任何表面摻雜情況下單層石墨烯方阻為205Ω/□，

3、方阻在6個(gè)月時(shí)間內(nèi)無(wú)任何變化。薄膜透光率為90.8％（含PET基底），相對(duì)于PET基底透光率僅下降了0.8％。
　　石墨烯摻雜方面，首次采用二氯二氰基苯醌(DDQ)作為石墨烯的摻雜劑，可使石墨烯方阻下降68％;首次提出采用雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)作為石墨烯的摻雜質(zhì)，可使石墨烯方阻下降約55％。二種摻雜劑均不會(huì)對(duì)石墨烯的透光率造成影響。通過(guò)疊加4層石墨烯并摻雜，獲得方阻為34.7Ω/□，透光率為90.5％的石墨烯薄膜，性

4、能與商用的ITO玻璃相當(dāng)，遠(yuǎn)好于ITO/PET薄膜;
　　復(fù)合透明導(dǎo)電薄膜方面，制備了石墨烯/納米金屬網(wǎng)格透明導(dǎo)電薄膜。論文深入研究了不同聚合物紡絲的特性和制備條件，采用PAN/PMMA核殼結(jié)構(gòu)靜電紡絲作為掩模，H2O2處理銅網(wǎng)格/PET表面，制備石墨烯/銅納米線金屬網(wǎng)格的方阻下降到3.3Ω/□，透光率為87.9％。
　　石墨烯薄膜應(yīng)用方面，開(kāi)發(fā)了石墨烯除霧除霜薄膜、石墨烯觸摸屏和石墨烯智能調(diào)光膜原型器件，在柔性狀態(tài)下展現(xiàn)良