本文關(guān)鍵詞：石墨烯基復(fù)合材料的制備及其在光電信息存儲領(lǐng)域的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 石墨烯 銀納米粒子 RRAM型存儲器 石墨烯量子點 熒光圖案

【摘要】：石墨烯是一種由sp2雜化碳原子緊密排列成的單一原子層厚度的六角網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的二維晶體。由于其獨特的二維結(jié)構(gòu),使石墨烯具有特殊的能帶結(jié)構(gòu),超高的載流子傳輸速度,所以石墨烯在微電子信息記錄領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景,如RRAM型存儲器的制備等。同時,石墨烯衍生物氧化石墨烯(GO)的表面含有大量羧基、羥基、環(huán)氧基團等含氧官能團,又由于大量共軛結(jié)構(gòu)的存在,所以具有一定的熒光性能,可應(yīng)用于發(fā)光元器件中。因此,根據(jù)其優(yōu)良的光、電性能,本文分別制備了石墨烯基RRAM型存儲器和石墨烯量子點基熒光復(fù)合材料,研究了其在光電信息存儲領(lǐng)域的應(yīng)用。傳統(tǒng)RRAM型存儲器中間活性層材料多為鈣鈦礦氧化物,二元過渡金屬氧化物(如NiO,TiO2, ZnO等),硫族化合物,有機半導(dǎo)體材料,非晶硅等。與上述材料相比,GO表面含有大量親水性官能團,在水中分散性好,易于大面積均勻成膜。通過改變含氧官能團的含量,可以調(diào)節(jié)GO的能帶結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電特性,為其應(yīng)用于RRAM型存儲器提供了可能。同時,將AgNPs共價接枝到GO表面,AgNPs容易負載在GO表面的缺陷位,能夠形成更加有效的活性中心吸引電子,促進活性層內(nèi)電子活動而改善材料性能。因此,本文制備了以AgNPs-GO復(fù)合薄膜為中間活性層,以金屬A1為頂電極,以ITO為底電極的Al/AgNPs-GO/ITO存儲器。同時,分別對制備的GO和AgNPs-GO復(fù)合材料的形貌與性能進行了測試,對制備的Al/AgNPs-GO/ITO存儲器的電雙穩(wěn)態(tài)性進行了測試與探討。石墨烯及其衍生物除具有優(yōu)良的電性能還具有優(yōu)良的光學性能。石墨烯量子點(GQDs)作為一種新興熒光材料,具有極好的生物相容性,光學穩(wěn)定性,可調(diào)節(jié)的熒光性能,在光電器件中有著廣闊的應(yīng)用前景。但GQDs與上述的固態(tài)器件集成,必須在基板上的預(yù)定位置圖案化。本課題成功制備了具有良好熒光性能,分散均勻,粒徑分布范圍約為1.50-4.00nm,平均粒徑約為2.21m的GQDs。進一步設(shè)計GQDs與光固化樹脂復(fù)合,通過紫外光固化的方式,成功地將GQDs圖案化,制備了一系列無色透明又具有一定熒光性能的圖案,為GQDs進一步應(yīng)用于發(fā)光元器件提供可能。綜上所述,本文將石墨烯基復(fù)合材料應(yīng)用于光、電信息存儲領(lǐng)域,制備了具有電雙穩(wěn)態(tài)性的Al/AgNPs-GO/ITO RRAM型存儲器,為RRAM型存儲器中間活性層材料提供了更多的選擇。同時,制備了具有良好熒光性能的GQDs,進一步將GQDs與光固化樹脂復(fù)合,通過紫外光固化的方式將GQDs圖案化,為GQDs應(yīng)用于發(fā)光元器件領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 銀納米粒子 RRAM型存儲器 石墨烯量子點 熒光圖案
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP333;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-35
• 1.1 前言15-16
• 1.2 石墨烯(Graphene)16-21
• 1.2.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)16-17
• 1.2.2 石墨烯的性能17-18
• 1.2.3 石墨烯的制備18-21
• 1.3 氧化石墨烯基RRAM型存儲器的研究21-27
• 1.3.1 RRAM型存儲器簡介21-22
• 1.3.2 RRAM型存儲器的基本原理22-24
• 1.3.2.1 導(dǎo)電絲(Filament)理論23-24
• 1.3.2.2 空間電荷限制電流效應(yīng)(SCLC效應(yīng))24
• 1.3.2.3 肖特基勢壘模型(Schottky barrier)24
• 1.3.3 氧化石墨烯基RRAM型存儲器的研究現(xiàn)狀24-27
• 1.4 石墨烯量子點(Graphene Quantum Dots,GQDs)的研究27-34
• 1.4.1 石墨烯量子點簡介27
• 1.4.2 石墨烯量子點的性能27-28
• 1.4.3 石墨烯量子點的制備方法28-31
• 1.4.3.1 自上而下的方法28-30
• 1.4.3.2 自下而上的方法30-31
• 1.4.4 石墨烯量子點復(fù)合材料的研究31-34
• 1.5 本課題的研究目的及創(chuàng)新點34-35
• 1.5.1 本課題的研究目的34
• 1.5.2 本課題的研究內(nèi)容及創(chuàng)新點34-35
• 第二章 Al/AgNPs-GO/ITO RRAM型存儲器的制備與研究35-51
• 2.1 引言35-36
• 2.2 實驗藥品36-37
• 2.3 實驗儀器37-38
• 2.4 實驗方案38-40
• 2.4.1 AgNPs的制備38
• 2.4.2 GO的制備38-39
• 2.4.3 AgNPs-GO的制備39
• 2.4.4 Al/AgNPs-GO/ITO存儲器的制備39-40
• 2.5 測試與表征40-42
• 2.5.1 掃描電子顯微鏡(SEM)測試40
• 2.5.2 透射電子顯微鏡(TEM)測試40
• 2.5.3 紫外分光光度計測試40
• 2.5.4 熱失重(TG)測試40
• 2.5.5 拉曼(Raman)光譜測試40-41
• 2.5.6 X射線光電子能譜分析(XPS)41
• 2.5.7 X射線衍射(XRD)41
• 2.5.8 臺階儀41
• 2.5.9 電子束蒸發(fā)鍍膜設(shè)備41
• 2.5.10 半導(dǎo)體參數(shù)測試儀41-42
• 2.6 結(jié)果與討論42-49
• 2.6.1 AgNPs的表征42-43
• 2.6.2 GO與AgNPs-GO的表征43-46
• 2.6.3 Al/AgNPs-GO/ITO存儲器的電雙穩(wěn)態(tài)性表征46-48
• 2.6.4 Al/AgNPs-GO/ITO存儲器的存儲機理研究48-49
• 2.7 本章小結(jié)49-51
• 第三章 石墨烯量子點的制備及其性能研究51-67
• 3.1 引言51
• 3.2 實驗藥品51-52
• 3.3 實驗儀器52-53
• 3.4 實驗方案53-54
• 3.4.1 GO的制備53
• 3.4.2 GQDs的制備53
• 3.4.3 基于GQDs復(fù)合材料的制備53-54
• 3.5 測試與表征54-56
• 3.5.1 (高分辨)透射電子顯微鏡(TEM)測試54
• 3.5.2 原子力顯微鏡(AFM)測試54
• 3.5.3 傅里葉紅外光譜(FT-IR)測試54
• 3.5.4 紫外分光光度計測試54
• 3.5.5 熒光光譜儀54-55
• 3.5.6 熒光顯微鏡55
• 3.5.7 熒光量子產(chǎn)率的測定55-56
• 3.6 結(jié)果與討論56-65
• 3.6.1 GQDs的表征56-60
• 3.6.2 熒光量子產(chǎn)率60
• 3.6.3 GQDs的熒光機理研究60-61
• 3.6.4 GQDs的pH值依賴61-62
• 3.6.5 GQDs的溶劑依賴62-63
• 3.6.6 Fe~(3+)離子的檢測63
• 3.6.7 基于GQDs的復(fù)合材料的表征63-65
• 3.7 本章小結(jié)65-67
• 第四章 結(jié)論67-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-75
• 研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文75-77
• 作者和導(dǎo)師簡介77-79
• 北京化工大學專業(yè)學位碩士研究生學位論文答辯委員會決議書79-80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;Nonvolatile resistive switching memories-characteristics,mechanisms and challenges[J];Progress in Natural Science:Materials International;2010年01期

，

本文編號：661938