【摘要】：石墨烯是一種高透光性,強導電性的新型二維材料,可作為透明導電膜用于顯示屏領域或者光伏產業(yè)。作為透明導電膜,石墨烯將長期工作在光輻照下,而最新研究表明不同環(huán)境下的光照實驗對石墨烯導電性能有一定影響。因此,了解石墨烯在光照下的導電穩(wěn)定性就至關重要,是決定其能否用于透明導電膜的重要指標。本文針對石墨烯透明薄膜導電穩(wěn)定性進行研究,從石墨烯樣品參數、輻照光源參數、氣氛環(huán)境參數出發(fā),探究其導電性能的變化規(guī)律以及引起變化的主要機理。論文工作內容包括:(1)采用化學氣相沉積法制備石墨烯,并將其轉移到聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)以及SiO_2基底上。對完成轉移的石墨烯樣品進行圖形化處理,并對其進行表征。根據測量參數條件,設計并搭建光照下石墨烯導電性能測試系統(tǒng)。(2)針對工作波長在可見光范圍內的石墨烯透明導電膜,在光輻照下,其導電穩(wěn)定性實驗結果表明: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)藍光輻照對SiO_2基底未摻雜樣品導電性能影響最大,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氣環(huán)境下穩(wěn)定性最好,真空中最差。(3)針對工作波長在近紅外范圍的石墨烯透明導電膜,在光照下,其導電穩(wěn)定性結果表明:1)紅外輻照下石墨烯樣品較為穩(wěn)定,僅有PET基底摻雜樣品表現出了與可見光輻照下相似的規(guī)律;2)對于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)定性并無較大差異。(4)通過對系列實驗數據分析表明光致吸附作用是導致石墨烯導電性能變化的主要作用機理。即石墨烯與周圍的氣體分子或者微粒進行相互作用,導致其內部載流子濃度發(fā)生改變,從而改變其導電性能。因此在不同參數影響下,石墨烯導電穩(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電穩(wěn)定性提供理論支持,為后續(xù)石墨烯透明導電膜有效應用提供參考。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ127.11
【圖文】：

明導電膜簡介dre Geim 等人通過機械剝離法獲得石墨烯并發(fā)現石質之后，吸引了大量學術界與產業(yè)界人士的關注[軌道組成的準二維材料，其厚度僅為一個碳原子厚三個碳原子與其形成 σ 鍵，其鍵長為 0.142nm，這些特殊的結構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 2 105cm室溫下已知物質中電阻率最小的物質[3]。②石墨烯學性能，理論研究表明單層石墨烯透光率可達 97其具有高熱導率：室溫下石墨烯的熱導率約為 5導熱率高出 10 倍，在微熱電器件上有巨大的應用已知強度和硬度最高的材料。⑤石墨烯具有較強的m2/g，通過該特性，石墨烯可以吸附氣體分子，從氣體傳感器進行應用[6, 7]。

重慶大學碩士學位論文、高穩(wěn)定性、透過率與導電率都良好的材料來替代 ITO 成料。石墨烯作為一種資源豐富，透過率與導電率非常好的材問題后，被譽為下一代透明導電膜的最佳選擇[8]。為透明導電膜應用時，將擔負起導電以及透光等重任。由于構，容易受到外界環(huán)境的影響，從而改變導電性[9-11]。因此導電膜工作時環(huán)境變化對其穩(wěn)定性的影響至關重要，是決膜的前提。對石墨烯性能影響石墨烯具有獨特的帶隙結構，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電性能在光照下會產生會對石墨烯透明導電膜的穩(wěn)定性造成影響，阻礙其應用推廣

圖 1.3 TiO2石墨烯場效應管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效應管，用光致變色分子對性。在真空環(huán)境中，分別用鎢絲燈（380~820nm）和紫外燈（

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

1 劉貝;靳剛;王杰英;何軍;王軍民;;利用光致原子解吸附實現磁光阱中單原子的高概率快速裝載[J];光學學報;2015年11期

2 李耀;劉利;胡金山;梁英華;崔文權;;基于石墨烯吸附凈化材料的研究進展[J];功能材料;2015年S1期

3 周全;汪岳峰;魏大鵬;;AuCl_3摻雜石墨烯的電磁屏蔽特性研究[J];光學儀器;2014年05期

4 李斌成;熊勝明;Holger Blaschke;Detlev Ristau;;激光量熱法測量光學薄膜微弱吸收[J];中國激光;2006年06期

5 劉新福,孫以材,劉東升;四探針技術測量薄層電阻的原理及應用[J];半導體技術;2004年07期

6 金尚忠;唐晉發(fā);吳啟宏;;用量熱計測量薄膜的弱吸收[J];激光與紅外;1985年06期

相關碩士學位論文 前2條

1 彭進明;基底對物理法制備石墨烯形貌的影響研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

2 孫穎;釕配合物修飾石墨烯的制備及光譜性質[D];遼寧大學;2011年

本文編號：2784415