本文選題：石墨烯　切入點：轉移　出處：《合肥工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的六角形蜂窩狀平面薄膜,是一種只有單原子層厚度的二維材料。由于它具有許多優(yōu)異的性能,如高透光率,高的載流子遷移率和高導電性以及超高的強度等;這些在實際應用中都是非常關鍵的,因此,自從被發(fā)現(xiàn)以來,就引起了全世界廣泛關注和研究。從微機械法剝離高定向熱解石墨制備的第一片石墨烯,由于尺寸小,僅限于基礎研究;到目前已經有很多種不同的方法來制備石墨烯,比如化學氧化還原法、SiC外延生長法以及在Ni、Ru、Ir、Cu等不同的金屬襯底上生長的化學氣相沉積法。其中化學氣相沉積法已經廣泛地應用于生產大面積、高質量的單層石墨烯,能滿足觸摸屏、太陽能、發(fā)光二極管、光電探測器、分子分離等工業(yè)領域石墨烯應用的需求;然而實際的很多應用,需要將生長在金屬襯底上的石墨烯轉移到所需要的目標襯底上。現(xiàn)階段將金屬基底上的石墨烯高質量、無破損、無聚合物殘留地轉移到目標基底如Si/SiO2、玻璃、PET上還存在著很大的挑戰(zhàn)。本文開發(fā)了一種新型的轉移方法將大面積的石墨烯直接高質量地轉移到目標基底上;并且基于這種石墨烯薄膜,將其應用到了柔性觸控傳感器領域,成功制備了電容式柔性觸摸屏。本文的主要工作如下:(1)開發(fā)了一種熱輥壓的轉移技術,能一步直接將生長在銅箔襯底上的石墨烯大面積、高質量地轉移到塑封膜(EVA/PET)基底上;對轉移后的石墨烯進行了光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、拉曼光譜、X射線電子能譜、紫外可見光譜的分析,進一步證明了轉移到塑封膜基底上的石墨烯是完整的,無聚合物殘留。優(yōu)化轉移工藝,經硝酸的摻雜可以將EVA/G/PET薄膜的方塊電阻降到200Ω/sq,并且透光率還能保持86.7%以上。(2)研究了摻雜后G/EVA/PET薄膜的耐彎折性;測試在不同曲率半徑和彎折次數(shù)下方塊電阻的變化,結果表明在曲率半徑2～90mm范圍內彎折兩次方塊電阻幾乎沒有變化(變化率約為～0.01%),在曲率半徑2mm條件下彎折一萬次后方塊電阻也幾乎沒有變化(變化率～0.02%)。說明G/EVA/PET薄膜具有出色的耐彎折性能。(3)基于G/EVA/PET薄膜良好的導電性、透光性、耐彎折性等特點,制備了柔性的電容式觸摸屏。性能測試結果表明石墨烯基觸摸屏在彎曲的狀態(tài)下能很好的工作。
[Abstract]:Graphene is a hexagonal honeycomb planar film formed by carbon atoms in the form of sp2 hybrid. It is a two-dimensional material with the thickness of a single atomic layer. High carrier mobility and high conductivity, high strength, etc.; these are so critical in practical applications that, since they have been discovered, The first graphene produced by the micromechanical stripping of highly oriented pyrolytic graphite is limited to basic research because of its small size. There are many different methods for the preparation of graphene. For example, chemical redox method, sic epitaxial growth method and chemical vapor deposition method grown on different metal substrates, such as Nielu, Irn, Cu, etc., in which the chemical vapor deposition method has been widely used to produce monolayer graphene with large area and high quality. To meet the needs of industrial applications such as touch screens, solar energy, light-emitting diodes, photodetectors, molecular separation, and so on; however, there are many practical applications. Graphene growing on a metal substrate needs to be transferred to the desired target substrate. There is still a great challenge to transfer to target substrate such as Si / Sio _ 2 without polymer residue. In this paper, a new method is developed to transfer large areas of graphene directly and high-quality to the target substrate. Based on this kind of graphene film, it is applied to the field of flexible touch sensor, and the capacitive flexible touch screen is successfully fabricated. The main work of this paper is as follows: 1) A hot roll pressure transfer technology is developed. Graphene grown on copper foil substrates can be transferred directly to a large area and high quality onto a plastic-sealed film EVA / PET substrate. The transferred graphene was examined by optical microscope, scanning electron microscope, Raman spectrum and X-ray electron spectroscopy. The analysis of UV-Vis spectra further proves that the graphene transferred to the plastic film substrate is intact and has no polymer residue. After doping with nitric acid, the square resistance of EVA/G/PET thin films can be reduced to 200 惟 / sqand the transmittance can be kept above 86.7%.) the bending resistance of doped G- EVA / PET films is studied, and the change of square resistance under different curvature radii and bending times is measured. The results show that there is almost no change in the twice bending square resistance in the curvature radius range of 290 mm (the change rate is about 0. 01%), and there is almost no change in the square resistance after bending 10,000 times under the curvature radius of 2 mm (the change rate is 0. 02%). It shows that the G / EVA / PET film has almost no change (the change rate is 0. 02%). Excellent flexural strength.) based on the good conductivity of the G / EVA / PET films, A flexible capacitive touch screen was prepared with the characteristics of light transmittance and bending resistance. The performance test results show that the graphene base touch screen works well under the bending state.
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TQ127.11;TP212

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