發(fā)布時(shí)間：2021-03-01 21:36

　　自2004年被發(fā)現(xiàn)以來(lái),石墨烯憑借其獨(dú)特的性質(zhì),受到廣泛的關(guān)注和研究。摻氮后石墨烯的能帶隙被打開,電子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,自由載流子密度得到提升,有利于應(yīng)用到鋰離子電池和超級(jí)電容器的電極材料以及燃料電池電催化劑中。此外,電子技術(shù)以及可穿戴型便攜設(shè)備器件的快速發(fā)展,對(duì)材料的導(dǎo)電性能、散熱性能和電磁干擾屏蔽效能提出了越來(lái)越高的要求。然而,如何將這些屬性集成到一個(gè)材料中并保持優(yōu)異的性能,仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。本論文基于石墨烯材料,在這些研究領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展。本工作提供一種新的制備思路,采用原位摻雜的方法,利用鏈狀芳香族高分子聚合物作為前驅(qū)體,經(jīng)過(guò)一系列處理過(guò)程,制備得到氮摻雜石墨烯及其薄膜,具體步驟為采用聚酰亞胺高分子膜作為前驅(qū)體,經(jīng)過(guò)高溫碳化和滾壓處理,得到氮摻雜石墨膜,然后對(duì)其進(jìn)行電化學(xué)剝離制得氮摻雜石墨烯,氮摻雜石墨烯進(jìn)一步真空抽濾成膜即可得到氮摻雜石墨烯薄膜。制備過(guò)程不涉及強(qiáng)酸和腐蝕性化學(xué)試劑,綠色環(huán)保。另外,還探討了不同溫度碳化處理聚酰亞胺膜,分別對(duì)氮原子含量和存在類型、氮摻雜石墨烯的氧還原電催化劑性能以及對(duì)氮摻雜石墨烯薄膜的電導(dǎo)率和電磁干擾屏蔽效能的影響。為進(jìn)一步提高石墨烯薄膜... 

【文章來(lái)源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(a)單層碳原子組成的石墨烯結(jié)構(gòu)，(b)石墨烯堆疊的三種最常見(jiàn)的方式，(c)石墨烯片層中的面內(nèi)σ鍵以及垂直于平面的π軌道示意圖

電子產(chǎn)品一直朝著小型化和高功率致密化發(fā)展，并且這自從 20 世紀(jì) 70 年代半導(dǎo)體行業(yè)出現(xiàn)以后，摩爾定律預(yù)經(jīng)過(guò) 18 ~ 24 個(gè)月，集成電路上可容納的元器件數(shù)目就一倍[12]。這一預(yù)測(cè)表明了電子產(chǎn)品的發(fā)展與散熱的直接熱設(shè)計(jì)功耗（TDP）被定義為芯片在工作條件下可以產(chǎn)上芯片設(shè)計(jì)和熱管理的重要考慮因素。由圖 1-2 可以看些具有代表性的英特爾微處理器的晶體管密度和 TD溫度升高以及器件可靠性顯著降低[13]。隨著現(xiàn)代電子產(chǎn)，高效散熱已成為應(yīng)用于通信、信息和能量存儲(chǔ)技術(shù)的微處理器的冷卻速率越高，其運(yùn)行速度就越快，從而發(fā)率超過(guò)平均值 10 倍時(shí)，超快速高頻器件的小型局部區(qū)量，從而產(chǎn)生“熱點(diǎn)”[14]。對(duì)于導(dǎo)熱系數(shù)較低的設(shè)備，工作溫度相對(duì)較低，但“熱點(diǎn)”足以使其性能惡化甚至

-3 石墨烯中關(guān)于聲子的理論研究。(A) 利用原子價(jià)力場(chǎng)法計(jì)算石墨烯散。TA 為橫向聲子，LA 為聲學(xué)聲子，ZA 為平面外聲子分支，LO 為聲子，TO 為橫向光學(xué)聲子；ZO 為平面外光學(xué)聲子[34]。(B) 計(jì)算通道＝10 mm 的石墨烯的熱導(dǎo)率和不同聲子模式的貢獻(xiàn)。黑色實(shí)線[33]和黑]給出了理論結(jié)果，而黑色圓圈是懸浮的單層石墨烯的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[31]，而黑色虛線曲線通過(guò)馳豫時(shí)間近似法(RTA)得到熱導(dǎo)率[33]。re 1-3 Theoretical investigation of phonons in graphene. (A) Phonon disperaphene by the valence-force field method. TA, transverse acoustic phononongitudinal acoustic phonons; ZA, out-of-plane acoustic phonon branch; Lngitudinal optical phonons; TO, transverse optical phonons; ZO, out-of-pltical phonons[34]. (B) Calculated thermal conductivity and the contributionrent phonon modes for graphene with a channel length of L = 10 mm. Thelack curve[33]and dashed black curve[29]give theoretical results while blarcles are experimental data for single-layer suspended graphene[31]. The lotted black curve gives thermal conductivity by relaxation time approxima

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯薄膜的制備及其在電子材料中的應(yīng)用[J]. 馮昕鈺,樊國(guó)棟,劉超.  材料導(dǎo)報(bào). 2015(13)
[2]石墨烯薄膜制備研究進(jìn)展[J]. 洪澤勇,高林.  山東化工. 2014(11)
[3]摻氮石墨烯研究[J]. 陳旭,何大平,木士春.  化學(xué)進(jìn)展. 2013(08)



本文編號(hào)：3058063