氧化石墨烯材料的修飾,自組裝及電存儲(chǔ)性能研究.pdf

1、石墨烯材料作為碳納米材料的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，因其獨(dú)特二維平面結(jié)構(gòu)所賦予的諸多光、電、磁性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于微電子學(xué)、光學(xué)、光電子學(xué)等領(lǐng)域，并逐步走向工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)化應(yīng)用。氧化石墨烯是化學(xué)氧化法剝離石墨的產(chǎn)物，具有良好的液相分散性、濕法工藝兼容性。同時(shí)，氧化石墨烯含有豐富的含氧基團(tuán)，使其具備良好的化學(xué)活性和阻變性能。本論文主要研究了氧化石墨烯的還原方法和自組裝行為對(duì)該材料的電學(xué)性質(zhì)的影響，發(fā)展出一種新的化學(xué)選擇性還原法，成功通過自組裝行為調(diào)控制備改

2、善還原氧化石墨烯電學(xué)性能，進(jìn)而制備了基于還原氧化石墨烯的電存儲(chǔ)二極管器件，具體取得了以下研究成果：
　　1、結(jié)合本課題組前期工作，本課題采用濕法工藝制備不同厚度、電導(dǎo)率、透光率的還原氧化石墨烯薄膜。根據(jù)二極管電存儲(chǔ)器件結(jié)構(gòu)特征，篩選出含氧官能團(tuán)獨(dú)特的還原氧化石墨烯材料制成超薄膜，引入經(jīng)典二極管電存儲(chǔ)器件的“三明治”結(jié)構(gòu)，分別作為功能層和電極層。測(cè)試結(jié)果表明：傳統(tǒng)還原方法制備的還原氧化石墨烯材料可作為高質(zhì)量的電極材料應(yīng)用于二極管器件

3、中，但該材料不宜作為功能層應(yīng)用于二極管存儲(chǔ)器件。而氧化石墨烯材料已被證明具有電雙穩(wěn)性質(zhì)，但在電流作用下的穩(wěn)定性差，尚需改進(jìn)。在此，本課題設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種以位阻胺類光穩(wěn)定劑作為催化劑的紫外光催化選擇性氧化石墨烯還原法。制備的無羥基的化學(xué)選擇性還原氧化石墨烯（CrGO），可以以高于3mg/ml的濃度分散于多種極性溶劑，對(duì)在紫外，日光和加熱條件下的穩(wěn)定性較之氧化石墨烯有明顯提升。選擇性還原氧化石墨烯為功能層的一次寫入多次讀取(WORM)型二極

4、管原型存儲(chǔ)器件可提供高于107s的使用壽命，開關(guān)比穩(wěn)定在3至4個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　2、根據(jù)還原氧化石墨烯薄膜電極制備中透光率與厚度相互制約的關(guān)系，本課題采用濕法工藝對(duì)氧化石墨烯材料在混合液相中的自組裝行為進(jìn)行調(diào)控，并進(jìn)一步制備基于氧化石墨烯螺旋纖維的透明導(dǎo)電薄膜。并進(jìn)一步將氧化石墨烯螺旋纖維材料作為功能層植入二極管電存儲(chǔ)器件，使存儲(chǔ)器件的開關(guān)閉穩(wěn)定在3個(gè)數(shù)量級(jí)，但與傳統(tǒng)氧化石墨烯材料相比，器件穩(wěn)定性并未提高。另一方面，將氧化石墨烯螺旋