1、石墨烯透明導電薄膜的制備研究石墨烯透明導電薄膜的制備研究ResearchonPreparationofGrapheneTransparentConductiveFilms學科專業(yè)：材料學研究生：紀偉指導教師：封偉教授天津大學材料科學與工程學院二零一二年十二月摘要二維蜂巢狀晶格結構的石墨烯具有優(yōu)異的電學、光學、熱學和機械等性能，有望取代傳統(tǒng)電極ITO，成為新一代的透明電極。氧化還原法可以實現石墨烯的大批量制備，但是在此過程中會引入大量含氧

2、官能團。傳統(tǒng)的化學還原或熱還原很難實現對氧化石墨烯（GO）碳結構的恢復。因此本論文設計用氫碘酸（HI）結合1100℃高溫熱處理的方法還原氧化石墨烯薄膜，最大限度的消除表面的含氧官能團，獲得高導電石墨烯薄膜。本文首先通過溫和加熱和超聲的方法制備表面缺陷較少，尺寸較大的氧化石墨烯片層。原子力顯微鏡（AFM）測試表明，所制得石墨烯的片層范圍在幾微米之間，厚度約為0.8nm；通過紅外、X射線衍射（XRD）、X射線能譜（XPS）和拉曼曲線，證實了

3、氧化石墨烯表面確實引入了大量的含氧官能團，一定程度上破壞了其規(guī)整結構；掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）照片顯示石墨烯表面呈現出絲綢狀的褶皺結構，并保有一定程度的規(guī)整性。采用真空抽濾法制備了一系列不同透過率的氧化石墨烯薄膜，將其轉移壓印到石英玻璃表面，分別通過1100℃高溫（RGO1100℃）熱處理和HI化學還原結合1100℃高溫（RGOHI1100℃）處理兩種方法制備還原氧化石墨烯透明薄膜。紫外吸收光譜、拉曼光譜、XRD、XPS等

4、測試結果顯示RGOHI1100℃層間距更小、I2DIDG更大、碳氧比更大，說明其表面結構恢復的更好。薄膜電性能測試結果顯示相比于高溫處理法，RGOHI1100℃透明薄膜的導電率更高。RGOHI1100℃透明薄膜在72%（550nm波長處）透過率下表面電阻為~2400Ωsq，而RGO1100℃薄膜在相同透過率下表面電阻為~3600Ωsq。這是由于化學還原結合高溫處理法制備的石墨烯的還原程度較高，薄膜內的節(jié)點電阻較低導致的，同時也進一步佐證