【摘要】：石墨烯是一種高透光性,強(qiáng)導(dǎo)電性的新型二維材料,可作為透明導(dǎo)電膜用于顯示屏領(lǐng)域或者光伏產(chǎn)業(yè)。作為透明導(dǎo)電膜,石墨烯將長(zhǎng)期工作在光輻照下,而最新研究表明不同環(huán)境下的光照實(shí)驗(yàn)對(duì)石墨烯導(dǎo)電性能有一定影響。因此,了解石墨烯在光照下的導(dǎo)電穩(wěn)定性就至關(guān)重要,是決定其能否用于透明導(dǎo)電膜的重要指標(biāo)。本文針對(duì)石墨烯透明薄膜導(dǎo)電穩(wěn)定性進(jìn)行研究,從石墨烯樣品參數(shù)、輻照光源參數(shù)、氣氛環(huán)境參數(shù)出發(fā),探究其導(dǎo)電性能的變化規(guī)律以及引起變化的主要機(jī)理。論文工作內(nèi)容包括:(1)采用化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯,并將其轉(zhuǎn)移到聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)以及SiO_2基底上。對(duì)完成轉(zhuǎn)移的石墨烯樣品進(jìn)行圖形化處理,并對(duì)其進(jìn)行表征。根據(jù)測(cè)量參數(shù)條件,設(shè)計(jì)并搭建光照下石墨烯導(dǎo)電性能測(cè)試系統(tǒng)。(2)針對(duì)工作波長(zhǎng)在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的石墨烯透明導(dǎo)電膜,在光輻照下,其導(dǎo)電穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:1)PET基底未摻雜樣品比SiO_2基底未摻雜樣品穩(wěn)定;2)氯化金摻雜能夠提升PET基底樣品與SiO_2基底樣品的穩(wěn)定性;3)藍(lán)光輻照對(duì)SiO_2基底未摻雜樣品導(dǎo)電性能影響最大,紅光最小;4)隨著樣品受照面光功率密度的增加,SiO_2基底未摻雜樣品穩(wěn)定性變差;5)SiO_2基底未摻雜樣品在氮?dú)猸h(huán)境下穩(wěn)定性最好,真空中最差。(3)針對(duì)工作波長(zhǎng)在近紅外范圍的石墨烯透明導(dǎo)電膜,在光照下,其導(dǎo)電穩(wěn)定性結(jié)果表明:1)紅外輻照下石墨烯樣品較為穩(wěn)定,僅有PET基底摻雜樣品表現(xiàn)出了與可見(jiàn)光輻照下相似的規(guī)律;2)對(duì)于SiO_2基底未摻雜樣品,隨著樣品受照面光功率密度的增加,其穩(wěn)定性變化較小;3)不同氣氛環(huán)境下,SiO_2基底未摻雜樣品穩(wěn)定性并無(wú)較大差異。(4)通過(guò)對(duì)系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明光致吸附作用是導(dǎo)致石墨烯導(dǎo)電性能變化的主要作用機(jī)理。即石墨烯與周?chē)臍怏w分子或者微粒進(jìn)行相互作用,導(dǎo)致其內(nèi)部載流子濃度發(fā)生改變,從而改變其導(dǎo)電性能。因此在不同參數(shù)影響下,石墨烯導(dǎo)電穩(wěn)定性的差異主要源于其自身與外界環(huán)境的相互作用強(qiáng)度不同。上述工作表明:近紅外波段下工作的石墨烯具有較好的光照穩(wěn)定性,而在可見(jiàn)光范圍,摻雜有助于提高其穩(wěn)定性。論文研究可為改善石墨烯導(dǎo)電穩(wěn)定性提供理論支持,為后續(xù)石墨烯透明導(dǎo)電膜有效應(yīng)用提供參考。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ127.11
【圖文】：

明導(dǎo)電膜簡(jiǎn)介dre Geim 等人通過(guò)機(jī)械剝離法獲得石墨烯并發(fā)現(xiàn)石質(zhì)之后，吸引了大量學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界人士的關(guān)注[軌道組成的準(zhǔn)二維材料，其厚度僅為一個(gè)碳原子厚三個(gè)碳原子與其形成 σ 鍵，其鍵長(zhǎng)為 0.142nm，這些特殊的結(jié)構(gòu)賦予了石墨烯諸多優(yōu)秀性能：①石電性，理論上石墨烯的電子遷移率可達(dá) 2 105cm室溫下已知物質(zhì)中電阻率最小的物質(zhì)[3]。②石墨烯學(xué)性能，理論研究表明單層石墨烯透光率可達(dá) 97其具有高熱導(dǎo)率：室溫下石墨烯的熱導(dǎo)率約為 5導(dǎo)熱率高出 10 倍，在微熱電器件上有巨大的應(yīng)用已知強(qiáng)度和硬度最高的材料。⑤石墨烯具有較強(qiáng)的m2/g，通過(guò)該特性，石墨烯可以吸附氣體分子，從氣體傳感器進(jìn)行應(yīng)用[6, 7]。

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文、高穩(wěn)定性、透過(guò)率與導(dǎo)電率都良好的材料來(lái)替代 ITO 成料。石墨烯作為一種資源豐富，透過(guò)率與導(dǎo)電率非常好的材問(wèn)題后，被譽(yù)為下一代透明導(dǎo)電膜的最佳選擇[8]。為透明導(dǎo)電膜應(yīng)用時(shí)，將擔(dān)負(fù)起導(dǎo)電以及透光等重任。由于構(gòu)，容易受到外界環(huán)境的影響，從而改變導(dǎo)電性[9-11]。因此導(dǎo)電膜工作時(shí)環(huán)境變化對(duì)其穩(wěn)定性的影響至關(guān)重要，是決膜的前提。對(duì)石墨烯性能影響石墨烯具有獨(dú)特的帶隙結(jié)構(gòu)，容易受到外界環(huán)境因素的影響[12-15]。目前，已有研究表明石墨烯導(dǎo)電性能在光照下會(huì)產(chǎn)生會(huì)對(duì)石墨烯透明導(dǎo)電膜的穩(wěn)定性造成影響，阻礙其應(yīng)用推廣

圖 1.3 TiO2石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管Fig. 1.3 Graphene field effect transistor with TiO2圖 1.4 (a).400nm, (b).254nm 光照下器件的響應(yīng)Fig. 1.4 Response of device under (a). 400nm, (b).256nm light等研究人員同樣將石墨烯制作成場(chǎng)效應(yīng)管，用光致變色分子對(duì)性。在真空環(huán)境中，分別用鎢絲燈（380~820nm）和紫外燈（

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2784415