石墨烯的特性、制備及應(yīng)用-文庫(kù)吧資料
2024-08-29 02:04本頁(yè)面
【正文】 2022年 4月 2日，貴州新碳高科有限責(zé)任公司宣布研制成功出中國(guó)首個(gè)純石墨烯粉末產(chǎn)品 —— 柔性石墨烯散熱薄膜。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷售的智能手機(jī)越來(lái)越多的采用石墨片作為導(dǎo)熱材料，例如蘋果、三星、 HTC、小米、魅族等等。 觸摸面板 應(yīng)用前景 燕山大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 智能手機(jī)所采用的 CPU速度不斷增大，內(nèi)存容量擴(kuò)大，操作系統(tǒng)性能提高，超薄的機(jī)身，對(duì)散熱的要求逐漸增大。 觸摸面板 應(yīng)用前景 燕山大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 2022年 1月 24日，中科院重慶研究院正式公開宣布，該院已經(jīng)在銅箔襯底上生長(zhǎng)出 15英寸的均勻單層石墨烯 ,并成功將其完整地轉(zhuǎn)移到柔性 PET襯底上和其他基底表面 ,并且通過(guò)進(jìn)一步應(yīng)用 ,還制備出了 7英寸的石墨烯觸摸屏。 觸摸面板 應(yīng)用前景 燕山大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 2022年，常州二維碳素科技有限公司成功研制全球首款手機(jī)用石墨烯電容觸摸屏。 觸摸面板 應(yīng)用前景 燕山大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 2022年 1月 30日，東芝在國(guó)際納米技術(shù)展會(huì)“ nano tech 2022”上展出了利用涂覆工藝將石墨烯和銀納米線成膜制成的透明導(dǎo)電膜。 石墨烯的載流子遷移率非常高，但是載流子密度卻較低。從這一點(diǎn)來(lái)看， ITO 正好處在透明性與導(dǎo)電性微妙的此消彼長(zhǎng)關(guān)系的邊緣線上。因此采用石墨烯制備透明導(dǎo)電薄膜是很有前景的一項(xiàng)工作。然而 ITO在使用過(guò)程中也存在一些缺點(diǎn)，包括： （ 1）銦的價(jià)格持續(xù)上漲，使得 ITO成為日益昂貴的材料； （ 2） ITO易脆的性質(zhì)使其不能滿足一些新應(yīng)用（例如可彎曲的 LCD、有機(jī)太陽(yáng)能電池）的性能要求； （ 3） ITO的制備方法（例如噴鍍、蒸發(fā)、脈沖激光沉積、電鍍）費(fèi)用高昂。 打開帶隙的方法： 晶體管 應(yīng)用前景 燕山大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 觸摸面板 現(xiàn)有手機(jī)觸摸屏的工作層中不可缺少的材料為陶瓷材料氧化銦錫（ ITO） 。 ④ 2022年 5月，麻省理工學(xué)院的研究人員們將六方氮化硼和單層石墨烯結(jié)合在一起，最終得到的混合材料既有石墨烯的導(dǎo)電特性，還終于具備了建造晶體管所必需的能隙。 ② 2022年 6月，三星先進(jìn)技術(shù)研究院（ SAIT）聲明開發(fā)出一種器件，通過(guò)調(diào)節(jié)柵極電壓控制石墨烯 硅肖特基勢(shì)壘實(shí)現(xiàn) 105的開關(guān)速度。 應(yīng)用前景 燕山大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 高速晶體管 世界上許多公司及大學(xué)都致力于石墨烯高速晶體管的開發(fā)，其原因之一在于如果開發(fā)出以 THz頻率工作的晶體管，就能夠使迄今在技術(shù)方面有很大不同的電子和光子，也就是電和光的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。 燕山大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 晶體管 （ 1）我們可以利用石墨烯的高載流子遷移率及高遷移速度制作 THz頻率的高速動(dòng)作型 RF電路用晶體管，理論上估計(jì)其工作頻率可達(dá)到 10THz。盡管該工藝的溫度較低而且方法簡(jiǎn)單，但由于采用折疊多個(gè)數(shù)十 nm 見方斷片的構(gòu)造，而且不能完全還原，因此存在的課題是很難確保充分的導(dǎo)電性及透明性。這種方法首先使石墨粉氧化，然后放入溶液內(nèi)溶化，在基板上涂上薄薄的一層后再使其還原。而其存在的課題是，需要非常高的處理溫度，石墨烯片的尺寸不易達(dá)到數(shù) μm 見方以上，而且很難轉(zhuǎn)印至其他基板，只能使用昂貴的 SiC 基板。 IBM 公司 2022 年 1 月將原來(lái)的機(jī)械剝離法改為這種方法制作了石墨烯 FET。而且這種工藝還存在反復(fù)轉(zhuǎn)印的過(guò)程中容易混入缺陷及雜質(zhì)的問題。 2022 年 6 月韓國(guó)成均館大學(xué)與三星電子等宣布，開發(fā)出了可制備 30 英寸單層石墨烯膜的制造工藝以及采用這種石墨烯膜的觸摸面板，這一消息讓石墨烯研究人員及技術(shù)人員感到十分吃驚。采用的方法是化學(xué)氣相沉積法。還有人指出，“正是因?yàn)闄C(jī)械剝離法的出現(xiàn)才使石墨烯的分離研究在短時(shí)間內(nèi)取得了進(jìn)展”。而且只能勉強(qiáng)獲得數(shù) mm見方的石墨烯片。他們將懸浮的石墨烯薄膜覆蓋在幾十個(gè) μm量級(jí)的孔洞上，發(fā)現(xiàn)單層石墨烯的透光率可達(dá) %，而且透光率隨著層數(shù)的增加呈線性減少的趨勢(shì)。K 1，是銅的 2倍和硅的 50倍； (2)單層石墨
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