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石墨烯是指二维蜂窝状结构的单层石墨,是构成富勒烯,碳纳米管和石墨的基本单元。氧化还原法是一种低成本有前景的合成石墨烯的方法,被广泛地应用在透明导电薄膜、柔性电子元件以及场发射器件中。作为大批量制备石墨烯的常用方法,氧化还原法却因为制备的石墨烯质量不高,一直以来被人所诟病,本文结合氧化还原法和化学气相沉积(CVD)法,制备出高质量的石墨烯导电薄膜。在场发射领域,如何解决石墨烯易于平躺堆垛的问题,一直以来都是研究的重点,本文通过简单的冷干水热自组装法,制备了具有丰富尖端的石墨烯垂直阵列,改善了石墨烯的场发射性能。本论文具体内容如下:1.利用氧化还原法制备得到氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(RGO),利用CVD法制备得到单层Graphene。通过拉曼光谱(RS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对GO、RGO和单层Graphene进行分析。通过表征分析,氧化还原法制备出的样品产量大,但易于堆垛,结构中缺陷明显,残留的含氧官能团较多,而利用CVD生长的单层石墨烯薄膜质量高,缺陷少,是一种理想的透明薄膜材料。2.提出了在Cu基底上基于Langmuir-Blodgett(LB)自组装成膜的CVD法修复还原GO的方法,得到了面电阻率低至0.25kΩ/□的石墨烯薄膜材料。Cu基底作为CVD生长石墨烯的催化金属,对于石墨烯的结构同样有修复的作用。这种高质量低电阻的石墨烯薄膜为导电薄膜和柔性电子器件上的应用提供了一种性能优异的薄膜材料。3.通过冷冻干燥和水热还原的简单方法制备具有锋利尖端的石墨烯阵列。该方法可以改变场发射阴极的表面形貌,使更多的石墨烯具有垂直于表面的尖端。该场发射阴极材料显示出优异的场发射性能,包括0.8V/μm的开启电场(在10μA/cm~2的电流密度下)和10182的场增强因子。这种方法制备得到的石墨烯材料有着良好的稳定性,可以广泛用于各种场发射应用,可以有效地提高石墨烯的场发射性能。