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《燕山大学》 2017年
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RGO-ZnO薄膜的制备与性能的研究

王晓娟  
【摘要】:石墨烯,拥有二维特殊原子分布规律的新型纳米碳材料,其光学、电学性能优良,在400 nm-800 nm透过率高,物理力学平稳,化学性能平稳,热性能平稳,表面光滑,石墨烯薄膜材料在诸多方面有实用价值,例如:太阳能电池、显示屏、传感器、涂层等。ZnO属于光电半导体材料,其直接宽带隙的特性,在电子器件方面有诸多优异特性和优点。如果将这两种优异的材料复合制备石墨烯-ZnO薄膜,期望能进一步提高其光电学性能。本论文采用AACVD方法成功制备了石墨烯-ZnO薄膜。并且石墨烯-ZnO薄膜分别成功掺杂了Al、N、Al-N、F、Al-F元素,制备了Al-R-ZnO、N-R-ZnO、Al-N-R-ZnO、F-R-ZnO、Al-F-R-ZnO薄膜。经过X射线衍射分析、红外光谱、紫外-可见光光谱、原子力显微镜、拉曼等测试方法,得出如下结果,锌源体积为30 ml时,在石墨烯衬底上沉积ZnO薄膜的方阻最小。当锌源为10 ml、20 ml时,石墨烯-ZnO薄膜质量因子较大,光电性能较好。在石墨烯薄膜衬底上生长氧化锌薄膜后,复合薄膜的电学性能增强。这是因为氧化还原制备石墨烯薄膜方法存在还原不完全,存在缺陷的特点,所以此方法制备的石墨烯薄膜上存在含氧官能团,阻碍了石墨烯薄膜的电子传输,对石墨烯薄膜的电学性能产生了负面影响。通过AACVD方法,ZnO与衬底石墨烯薄膜上存留的部分含氧官能团进行键合,利于电子在复合薄膜中的传输,降低了复合薄膜的方阻,提高了复合薄膜的电学性能。而Al-R-ZnO、N-R-ZnO、Al-N-R-ZnO、F-R-ZnO、Al-F-R-ZnO薄膜因为掺杂元素的不同,制备的样品性能出现变化。Al-R-ZnO、N-R-ZnO、Al-N-R-ZnO、F-R-ZnO、Al-F-R-ZnO薄膜经过掺杂后,其性能均提高。并且单元素掺杂的薄膜比双元素掺杂的薄膜各性能要优良。Al-R-ZnO薄膜方阻最小为0.9 KΩ/square。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB383.2

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