石墨烯基柔性透明導電薄膜制備及應用研究.pdf

1、二維材料石墨烯兼具優(yōu)異的電學、光學、熱學和機械性能，在透明導電薄膜領域具有重要的研究價值和應用前景，有望取代傳統(tǒng)透明導電薄膜氧化銦錫(ITO)在光電子、微電子、軍事和通訊領域的廣泛應用。本文著眼于石墨烯透明導電薄膜的產(chǎn)業(yè)化應用，圍繞大面積高質量石墨烯的生長、轉移和摻雜，對石墨烯基透明導電薄膜的制備與應用展開全面的研究。主要貢獻及創(chuàng)新包括:
　　石墨烯生長方面，提出并利用同位素示蹤原子技術證實一種碳源銅箔內表面到外表面擴散的新的石墨

2、烯生長機制;提出并利用同位素示蹤原子技術證實一種銅箔外表面到內表面逆擴散的刻蝕機制;在8 inch的化學氣相沉積(CVD)設備量產(chǎn)石墨烯薄膜，場效應電子遷移率達到1353cm2V-1s-1;
　　石墨烯轉移方面，自主開發(fā)了連續(xù)穩(wěn)定的靜電膜輔助轉移石墨烯的方法;首次提出一種采用改性的紫外光固化膠(UV)一步法轉移和摻雜石墨烯形成石墨烯透明導電薄膜的新方法，透光率高，方阻低且穩(wěn)定;在沒有任何表面摻雜情況下單層石墨烯方阻為205Ω/□，

3、方阻在6個月時間內無任何變化。薄膜透光率為90.8％（含PET基底），相對于PET基底透光率僅下降了0.8％。
　　石墨烯摻雜方面，首次采用二氯二氰基苯醌(DDQ)作為石墨烯的摻雜劑，可使石墨烯方阻下降68％;首次提出采用雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)作為石墨烯的摻雜質，可使石墨烯方阻下降約55％。二種摻雜劑均不會對石墨烯的透光率造成影響。通過疊加4層石墨烯并摻雜，獲得方阻為34.7Ω/□，透光率為90.5％的石墨烯薄膜，性

4、能與商用的ITO玻璃相當，遠好于ITO/PET薄膜;
　　復合透明導電薄膜方面，制備了石墨烯/納米金屬網(wǎng)格透明導電薄膜。論文深入研究了不同聚合物紡絲的特性和制備條件，采用PAN/PMMA核殼結構靜電紡絲作為掩模，H2O2處理銅網(wǎng)格/PET表面，制備石墨烯/銅納米線金屬網(wǎng)格的方阻下降到3.3Ω/□，透光率為87.9％。
　　石墨烯薄膜應用方面，開發(fā)了石墨烯除霧除霜薄膜、石墨烯觸摸屏和石墨烯智能調光膜原型器件，在柔性狀態(tài)下展現(xiàn)良