低功率密度連續(xù)激光還原氧化石墨烯薄膜研究.pdf

1、石墨烯作為一種新型納米材料，在電、光、機(jī)、磁等諸多方面均表現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢而備受青睞，成為近年來的研究熱點(diǎn)。目前，其應(yīng)用主要集中在半導(dǎo)體器件的制備、光電轉(zhuǎn)化、儲能電池、電化學(xué)傳感器等方面。在這些應(yīng)用研究中，往往要求石墨烯能帶可調(diào)、性質(zhì)可控，且以薄膜形式的存在。但由于石墨烯是單層碳原子六元環(huán)結(jié)構(gòu)，性質(zhì)十分穩(wěn)定，很難實(shí)現(xiàn)能帶可調(diào)。光還原氧化石墨烯（GO）方法是將石墨先氧化成氧化石墨烯，再還原制備得到石墨烯；可打破其的化學(xué)惰性，是實(shí)現(xiàn)能帶可調(diào)的

2、有效途徑之一。結(jié)合應(yīng)用對石墨烯有薄膜的要求，研究光還原氧化石墨烯薄膜具有重要的研究價值o與實(shí)用意義。
　　本文以不同波長的低功率密度連續(xù)激光作為光源，圍繞光化學(xué)還原與光熱還原的原理，對低功率密度激光還原氧化石墨烯的影響因素和規(guī)律進(jìn)行了深入研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　1.基于光化學(xué)還原與光熱還原氧化石墨烯的機(jī)理，分析光還原氧化石墨烯的主要影響因素；根據(jù)影響因素分析，設(shè)計曝光量可調(diào)、功率密度可調(diào)、還原氣氛可調(diào)的激光還原氧化石墨

3、烯的實(shí)驗系統(tǒng)；并設(shè)計表征樣品還原程度的方法。
　　2.采用旋涂法制備氧化石墨烯薄膜；通過分析旋涂參數(shù)對薄膜樣品制備的影響，制備不同厚度的帶ITO電極氧化石墨烯薄膜樣品并對樣品進(jìn)行性能表征。
　　3.采用488nm波長激光，通過改變功率密度、光照時間進(jìn)行還原實(shí)驗，研究不同曝光量對光化學(xué)還原氧化石墨烯規(guī)律的影響；通過改變GO薄膜厚度、還原氣氛進(jìn)行還原實(shí)驗，研究厚度、氣氛對光化學(xué)還原氧化石墨烯規(guī)律的影響。
　　結(jié)果表明：

4、r>　?。?）不限制總曝光量，功率密度越高，氧化石墨烯樣品還原程度越高；
　?。?）總曝光量相同，在達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài)前，功率密度越高，樣品還原程度越低；達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài)后，功率密度越高，樣品還原程度越高；
　?。?）氧化石墨烯薄膜的厚度(20-110nm)不會對樣品還原程度產(chǎn)生影響；
　　（4）氧化石墨烯樣品在空氣中還原的還原程度比真空高。
　　4.采用518nm與637nm波長激光，通過改變功率密度進(jìn)行還原實(shí)驗