氧化石墨烯材料的修飾,自組裝及電存儲性能研究.pdf

1、石墨烯材料作為碳納米材料的結(jié)構(gòu)基礎，因其獨特二維平面結(jié)構(gòu)所賦予的諸多光、電、磁性質(zhì)，被廣泛應用于微電子學、光學、光電子學等領(lǐng)域，并逐步走向工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)化應用。氧化石墨烯是化學氧化法剝離石墨的產(chǎn)物，具有良好的液相分散性、濕法工藝兼容性。同時，氧化石墨烯含有豐富的含氧基團，使其具備良好的化學活性和阻變性能。本論文主要研究了氧化石墨烯的還原方法和自組裝行為對該材料的電學性質(zhì)的影響，發(fā)展出一種新的化學選擇性還原法，成功通過自組裝行為調(diào)控制備改

2、善還原氧化石墨烯電學性能，進而制備了基于還原氧化石墨烯的電存儲二極管器件，具體取得了以下研究成果：
　　1、結(jié)合本課題組前期工作，本課題采用濕法工藝制備不同厚度、電導率、透光率的還原氧化石墨烯薄膜。根據(jù)二極管電存儲器件結(jié)構(gòu)特征，篩選出含氧官能團獨特的還原氧化石墨烯材料制成超薄膜，引入經(jīng)典二極管電存儲器件的“三明治”結(jié)構(gòu)，分別作為功能層和電極層。測試結(jié)果表明：傳統(tǒng)還原方法制備的還原氧化石墨烯材料可作為高質(zhì)量的電極材料應用于二極管器件

3、中，但該材料不宜作為功能層應用于二極管存儲器件。而氧化石墨烯材料已被證明具有電雙穩(wěn)性質(zhì)，但在電流作用下的穩(wěn)定性差，尚需改進。在此，本課題設計并實現(xiàn)了一種以位阻胺類光穩(wěn)定劑作為催化劑的紫外光催化選擇性氧化石墨烯還原法。制備的無羥基的化學選擇性還原氧化石墨烯（CrGO），可以以高于3mg/ml的濃度分散于多種極性溶劑，對在紫外，日光和加熱條件下的穩(wěn)定性較之氧化石墨烯有明顯提升。選擇性還原氧化石墨烯為功能層的一次寫入多次讀取(WORM)型二極

4、管原型存儲器件可提供高于107s的使用壽命，開關(guān)比穩(wěn)定在3至4個數(shù)量級。
　　2、根據(jù)還原氧化石墨烯薄膜電極制備中透光率與厚度相互制約的關(guān)系，本課題采用濕法工藝對氧化石墨烯材料在混合液相中的自組裝行為進行調(diào)控，并進一步制備基于氧化石墨烯螺旋纖維的透明導電薄膜。并進一步將氧化石墨烯螺旋纖維材料作為功能層植入二極管電存儲器件，使存儲器件的開關(guān)閉穩(wěn)定在3個數(shù)量級，但與傳統(tǒng)氧化石墨烯材料相比，器件穩(wěn)定性并未提高。另一方面，將氧化石墨烯螺旋