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石墨烯调研报告.docx

上传人:sunhongz9 2022/7/27 文件大小:133 KB

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石墨烯调研报告.docx

文档介绍

文档介绍:石墨烯报告
一、石墨烯定义、性质
(一)石墨烯定义
中国石墨烯产业技术创新战略联盟”发布的1号标准文件中,对石墨烯的定 义如下:石墨烯是一种二维碳材料,是单层石墨烯、双层石墨烯、和少层石墨烯 的统称。
单层石墨烯是指由一层以苯环结构,1
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大尺寸
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上述各种制备方法各有优劣。从产业化的角度来看,目前适合大规模量产的 生产方法仅有气相沉积法和氧化石墨还原法。
(一)微机械剥离法
微机械剥离法是直接将石墨烯薄片从较大的石墨晶体上剥离下来的方法。
2010年曼彻斯特大学Geim教授和Novoselov博士就是使用该方法分离出石墨 烯。
图6机械剥离法
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该方法的优点在于操作相对简单,且可以获得其他方法无法实现的极高品质 的石墨烯片;缺点在于难以控制所获得的石墨烯的大小和层数, 并且不适宜大规 模量产。
(二)气相沉积法
叮叮小文库
化学气相沉积(CVD)是一种能够规模化沉积半导体薄膜的制备技术,目 前在工业上应用最为广泛。该方法是在真空中将甲烷等碳素源加热到 1000C,
使其分解,然后在Ni及Cu等金属箔上形成石墨烯膜。2010年6月韩国成均馆 大学与三星电子研究所宣布,通过该方法开发出可制得 30英寸单层石墨烯的制
造工艺以及采用这种石墨烯膜的触摸面板。
该方法优点在于工艺简单,能够制备大面积石墨烯薄膜。缺点在于:( 1)
在1000c高温下采用的工艺只能以分批处理的方式推进;(2)存在反复转印过 程中容易混入杂质的问题;(3)理想的基片材料单晶Ni的价格昂贵,使得综合 制造成本偏局。
图7气相沉积法
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(三)外延生长法
外延生长法又叫做热分解法,是以单晶碳化硅(SiC)为原料,将SiC基板 加热到1300c左右去除表面的Si,剩下的碳原子自发性重新组合形成单层或者 多层石墨烯片。旧M公司在2010年1月将原来的机械剥离法改为此方法制成了 石墨烯薄膜。
该方法的优点在于可以得到尺寸较大、质量较高的单晶石墨烯;缺点包括:
(1)石墨烯片很难转印到其他基板上,只能使用昂贵的 SiC基板;(2)工艺条 件苛刻,必须在局温和超图真空条件下实现。
图8外延生长法
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(四)氧化石墨还原法
氧化石墨还原法是日本三菱化学开发的氧化石墨烯法。 这种方法首先使石墨 烯氧化,之后放入溶液内融化,最后在基板上对齐还原。
叮叮小文库
该方法优点在于需要温度较低、简单且成本低廉,可大面积制造透明导电膜 及以及采用涂布工艺制作的TFT,是目前公认最容易实现工业化生产的方法。 缺 点在于,在氧化还原的过程中,石墨烯的电子结构及晶体完整性容易受到强氧化 剂的破坏。因此,由此方法制备的石墨烯很难保证具有充分的导电性和透明性。
图9氧化石墨还原法
三、基础科研现状
石墨烯从其诞生至今不过10年光景。2004年为石墨烯科学研究的萌芽阶段, 随后即进入快速成长阶段;从2008年开始,尤其是在2010年石墨烯发明者获得 了诺贝尔奖之