化学法制备石墨烯基透明导电薄膜的研究进展

石墨烯作为一种新型的二维纳米材料,具有优异的透光率和导电性。与传统的铟锡氧化物(ITO)相比,石墨烯具有更高的导电性、较好的柔韧性和丰富的资源,因此石墨烯在透明导电薄膜领域有着较好的应用前景。主要对国内外近3年来化学法制备石墨烯基透明导电薄膜的最新研究成果进行综述。并以成膜方法的不同为区分,重点介绍了真空抽滤法、旋涂法、自组装、Langmuir-Blodgett(LB)法、喷涂法制备石墨烯基透明导电薄膜的最新研究成果。同时,对薄膜的硝酸处理、掺杂进行了介绍。最后,就目前化学法制备石墨烯基透明导电薄膜所面临的问题进行了讨论,并对石墨烯透明导电薄膜的未来发展进行了展望。     

石墨烯透明导电薄膜的研究现状及应用前景

简要概述了石墨烯透明导电薄膜的结构与性质、几种常见的石墨烯透明导电薄膜的制备方法以及潜在应用,对石墨烯透明导电薄膜的研究现状进行了评述。最后,就目前石墨烯透明导电薄膜研究中所面临的问题进行了讨论,并展望了其应用前景与发展趋势。     

借助聚合物实现石墨烯转移的技术进展

高质量、低成本、绿色制备石墨烯及其高效转移技术是促进石墨烯应用和行业发展的关键。目前制备大面积高质量石墨烯的主流方法是基于金属表面催化生长的化学气相沉积法。薄膜转移技术作为连接石墨烯制备和应用的重要桥梁,在实现石墨烯产业化应用中发挥着重要作用。当前石墨烯薄膜的转移技术主要是利用各种聚合物作衬底或支撑材料的直接和间接转移技术。分类介绍了借助单一聚合物转移、复合结构聚合物转移和其他聚合物转移等石墨烯薄膜的转移方法,并对各自的特点进行了分析和总结,比较了各自的优劣势,给出了对应的适用场合。最后展望了石墨烯转移技术的发展方向。     

冷壁CVD法制备石墨烯装置的工艺参数在线量值保证系统研究

目前已使用CVD法在Cu箔上制备出了迄今最大面积(约30英寸)的石墨烯,而且较易于转移到各种基体上使用,因此,该方法被广泛用于制备石墨烯晶体管和透明导电薄膜,已逐渐成为制备高质量石墨烯的主要方法。但是,目前冷壁CVD法制备石墨烯存在的关键技术难题是:不同批次制备的石墨烯产品质量差异较大和同批次制备的石墨烯产品均匀性较差。因此,开展石墨烯制备过程中的工艺参数在线准确测量和量值保证方法研究,为解决石墨烯制备的关键技术难题,实现石墨烯从制备走向量产具有非常重要的意义。     

纳米材料

正大面积单晶石墨烯薄膜快速制备技术取得突破据报道,近期,北京市科技计划课题"大面积单晶石墨烯薄膜快速制备技术研究"验收通过专家组验收。石墨烯材料性质优异,可用于构筑高性能微纳电子器件和柔性透明导电薄膜,同时也能作为优异的支撑、封装和阻隔材料。大面积高质量的石墨烯薄膜是这些高端应用的材料基础。作为制备大面积高质量石墨烯薄膜材料的首选方法,化学气相沉积法制备的石墨烯薄膜存在畴区尺寸小、晶界和缺陷密度高、大     

石墨烯透明导电薄膜技术的专利分析

以Innography专利数据库收录的全球石墨烯透明薄膜技术领域的专利文献为研究对象,通过对专利申请的年度变化、国家、专利权人、专利发明人和国际专利分类号等内容的分析,揭示石墨烯透明导电薄膜技术的发展现状与趋势,为我国石墨烯透明导电薄膜领域的技术创新和战略发展提供参考。     

石墨烯透明导电薄膜可控制备及实用性研究

新型二维材料石墨烯,因其优异特性被认为是众多领域的理想新型功能材料,其产业化应用是当前及未来的重要研究课题之一。综述了针对性提高石墨烯导电薄膜透光率和导电性能的可控制备的最新研究进展,包括可控制备大尺寸、大面积石墨烯,以及通过掺杂或与其他材料形成复合材料等方法有效提高石墨烯薄膜的光电性能,并对石墨烯透明导电薄膜电极在触摸屏、显示屏等的实用化应用进行了探讨和展望。     

透明的石墨烯薄膜可制成优良的太阳能电池

美国鲁特格大学开发出一种制造透明石墨烯薄膜的技术,这是一种几厘米宽、1-5nm厚的薄膜。石墨烯薄膜是一种平坦的单原子碳薄,可用于取代透明导电的ITO电极用于有机太阳能电池。这些薄膜还用于取代显示屏中的硅薄膜晶体管。石墨烯运送电子的速度比硅快几十倍,因而用石墨烯制成的晶体管工作得更快、更省电。     

北京大学研发石墨烯柔性透明电极连续卷对卷生产新工艺

<正>据报道,北京大学纳米化学研究中心的研究人员开发出一种新的卷对卷连续快速生长石墨烯薄膜的方法,设计并研制了可达到中试水平的石墨烯卷对卷化学气相沉积系统,通过对石墨烯成核与生长的调控,实现了大面积单层石墨烯薄膜在工业铜箔基底上卷对卷宏量制备。研究人员还开发了卷对卷热压印-电化学快速鼓泡转移方法,避免了铜箔刻蚀的常规转移工艺,实现了石墨烯从铜箔生长基底直接     

石墨烯/碳纳米管复合薄膜的制备研究进展

碳纳米管和石墨烯分别是优良的一维和二维碳材料,它们体现出了一维和二维的各向异性,如导电性、机械性、导热性、透光性等。选择合适的方法制备出石墨烯/碳纳米管复合薄膜,它们之间可以产生一种协同效应,使其各种物理化学性能得到增强,因而这种复合薄膜在很多领域有着广阔的应用前景。综述了石墨烯/碳纳米管复合薄膜的制备新进展,详细阐述了石墨烯/碳纳米管复合薄膜的各种制备方法,并比较不同制备方法得到的复合薄膜的应用特点。     

磁控溅射镍膜催化生长石墨烯及迁移表征

在Si/SiO2衬底上将磁控溅射镍膜作为催化剂,利用化学气相沉积制备了大面积连续的石墨烯薄膜,得到的石墨烯为1～15层.将石墨烯薄膜迁移到玻璃衬底和Si/SiO2衬底上,测量了薄膜的可见光透过率和薄膜电阻,并讨论了石墨烯作为透明导电电极在光电器件上的应用.     

还原氧化石墨烯基纳米银线透明导电薄膜研究进展

透明导电薄膜已广泛应用于印刷电子领域,传统的透明导电薄膜氧化铟锡（ITO）因其高脆性低柔韧性而不能满足高速发展的柔性电子行业;纳米银线（AgNWs）和石墨烯均具有良好光学性能、导电性能以及机械性能,使其能成为制备透明导电薄膜的理想材料。综述了近年来还原氧化石墨烯（rGO）基AgNWs透明导电薄膜的研究进展。介绍了柔性导电薄膜的关键参数及rGO/AgNWs透明导电薄膜的成膜工艺;归纳了影响rGO/AgNWs透明导电薄膜光电性能的主要因素和相关研究;阐述了rGO/AgNWs透明导电薄膜在印刷电子领域的应用现状,并展望了rGO/AgNWs透明导电薄膜的未来发展趋势。     

绝缘栅双极晶体管表面电沉积镍基石墨烯薄膜的制备及其散热性能研究

将镍基石墨烯薄膜应用在IGBT模块散热方面,提出了镍基石墨烯薄膜的制备工艺,并利用扫描电镜、透射电镜、能谱仪等对镍基石墨烯薄膜进行表征。结果表明,当电流密度为2 A/dm~2时,镍基石墨烯薄膜中的有大量的Ni和C元素,镍基石墨烯薄膜中的石墨烯平均粒径为32.5 nm。当脉冲电流密度为1 A/dm~2时,镍基石墨烯薄转移镍基石墨烯薄膜后的S1芯片的散热效果较好。当脉冲电流密度为2 A/dm~2时,镍基石墨烯薄转移镍基石墨烯薄膜后的S2芯片的散热效果最好,其最大散热量为14.9℃。     

液面沉积法制备透明柔性石墨烯导电薄膜

透明导电薄膜在现代电子领域有着非常广泛的应用。我们利用简单的液面沉积法在柔性基底PET上成功制备了氧化石墨烯薄膜,在室温下经过碘化氢(HI)蒸汽还原后得到石墨烯透明导电薄膜。利用各种表征手段(SEM、TEM、AFM、吸收光谱(UV-Vis)和电阻分析(四探针法))系统的研究了不同沉积层数的石墨烯薄膜的透光性和导电性之间的关系:随着石墨烯沉积层数的增加,导电薄膜的导电性上升,但薄膜的透光率下降。在透光率(λ=550nm)为82.22%时,导电薄膜的方块电阻为620Ω/□。     

浙江大学石墨烯化学气相沉积生长研究获进展

<正>近日,浙江大学高分子科学与工程学系、硅材料国家重点实验室陈红征教授团队的徐明生教授小组在石墨烯化学气相沉积(CVD)生长方面有新的发现,相关工作发表在《先进材料》上。自2004年揭示石墨烯的优异性能及潜在的应用后,石墨烯受到了科学界和工业界的广泛关注;石墨烯薄膜在柔性透明导电膜等领域市场化应用的前提是高质量石墨烯薄膜的规模化可控制备技术,而可控制备技术的建立需要对石墨烯成     

基于石墨烯透明导电薄膜的智能调光膜

<正>一、大面积低成本生产的石墨烯透明导电薄膜石墨烯作为一种有着特殊性能的材料,目前已应用于透明导电电极、触控屏、太阳能电池、锂电池、超级电容器、导热薄膜、海水淡化、环境污染治理等领域(见图1),被人们寄予了厚望。欧盟于2013年初启动的超大规模石墨烯旗舰计划中,透明导电膜研究是其中的重要内容之一。与此同时,许多世界级企业如美国IBM、德国BASF、韩国三星等纷纷投入巨资开展石墨烯透     

氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜的制备及表征

目的以纳米纤维素为基材,氧化石墨烯为增强相,制备氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜。方法分别采用酸碱直接处理法和酸碱交替处理法制备纳米纤维素,采用一步氧化法和循环氧化膨胀法制备氧化石墨烯,观测其形貌,得出最佳制备工艺。测试由最优工艺制备的纯纤维素薄膜和复合薄膜的拉伸和润湿性能。结果酸碱交替处理法制备的纳米纤维素薄膜表面结构清晰,且纤维直径可达50 nm,循环氧化-膨胀法制备的氧化石墨烯片层厚度在纳米级别。当纳米纤维素与氧化石墨烯的质量比为20∶1时,氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜的拉伸强度达149.68MPa,与纯纤维素薄膜相比增加了19.55%,且复合薄膜的接触角大于纯纤维素薄膜的。结论证实了氧化石墨烯能够增强纳米纤维素薄膜,在一定程度上说明氧化石墨烯/纤维素复合薄膜对水分子的阻隔性优于纤维素薄膜。     

LB膜法制备氧化石墨烯-银微米线复合透明抗菌性薄膜（英文）

采用聚乙烯吡咯烷酮和十六烷硫醇对银微米线进行双亲性处理,得到具有双亲性能的银微米线,并采用LB膜法将氧化石墨烯和改性后的银微米线依次沉积在石英基底上,制备氧化石墨烯-银微米线复合薄膜。氧化石墨烯提高了银纳米线的粘附性能,并为银微米线释放具有抗菌性能的银离子提供了弱酸性环境,在两种材料的协同作用下,复合薄膜表现出透明度高、抗大肠杆菌性能好的特点。该工作将为新一代多功能透明、抗菌性薄膜的制备提供新思路。     

基于乙烯的化学气相沉积法制备少层石墨烯

采用乙烯作为碳源,利用化学气相沉积法(CVD法),在1 000℃条件下在铜箔上制备了少层石墨烯;采用不引入PMMA和PDMS等杂质的直接转移方法将石墨烯薄膜转移到Si/SiO2基底上,对石墨烯薄膜进行了表征。实验研究表明,减小乙烯的进气量可以提高石墨烯的质量;减少反应时间可以降低无定形碳的含量;增加退火时间可以提高Cu表面结晶质量,更加有利于石墨烯的生长。通过优化各项参数,使用乙烯已经可以制备I2D/IG=0.88的少层石墨烯。     

基于化学气相沉积石墨烯的传感器的研究进展

作为一种二维碳原子层材料,石墨烯(Graphene,G)具有优异且独特的力学、电学、光学和热学等性质,在传感检测等领域具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景.基于石墨烯材料的传感器具有灵敏度高、响应快、成本低、稳定性好等优点.化学气相沉积(Chemical vapor deposi-tion,CVD)因其优异的可控性和可扩展性而被认为是制备大面积、高质量石墨烯薄膜的有效方法,而且CVD石墨烯薄膜适用于场效应晶体管的制造工艺,因此被广泛应用于物理、化学和生物等传感领域.本文介绍了近年来CVD石墨烯应用于传感检测领域的研究进展,包括制备技术、转移方法、传感特性以及在物理、化学、生物等传感领域的应用,并简要分析了基于CVD石墨烯的传感器所面临的困难与挑战.