石墨烯基復(fù)合材料的制備及其在光電信息存儲(chǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用.pdf

1、石墨烯是一種由sp2雜化碳原子緊密排列成的單一原子層厚度的六角網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的二維晶體。由于其獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)，使石墨烯具有特殊的能帶結(jié)構(gòu)，超高的載流子傳輸速度，所以石墨烯在微電子信息記錄領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，如RRAM型存儲(chǔ)器的制備等。同時(shí)，石墨烯衍生物氧化石墨烯(GO)的表面含有大量羧基、羥基、環(huán)氧基團(tuán)等含氧官能團(tuán)，又由于大量共軛結(jié)構(gòu)的存在，所以具有一定的熒光性能，可應(yīng)用于發(fā)光元器件中。因此，根據(jù)其優(yōu)良的光、電性能，本文分別制備了石墨烯基R

2、RAM型存儲(chǔ)器和石墨烯量子點(diǎn)基熒光復(fù)合材料，研究了其在光電信息存儲(chǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　傳統(tǒng)RRAM型存儲(chǔ)器中間活性層材料多為鈣鈦礦氧化物，二元過渡金屬氧化物（如NiO，TiO2，ZnO等），硫族化合物，有機(jī)半導(dǎo)體材料，非晶硅等。與上述材料相比，GO表面含有大量親水性官能團(tuán)，在水中分散性好，易于大面積均勻成膜。通過改變含氧官能團(tuán)的含量，可以調(diào)節(jié)GO的能帶結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電特性，為其應(yīng)用于RRAM型存儲(chǔ)器提供了可能。同時(shí)，將AgNPs共價(jià)接枝到

3、GO表面，AgNPs容易負(fù)載在GO表面的缺陷位，能夠形成更加有效的活性中心吸引電子，促進(jìn)活性層內(nèi)電子活動(dòng)而改善材料性能。因此，本文制備了以AgNPs-GO復(fù)合薄膜為中間活性層，以金屬Al為頂電極，以ITO為底電極的Al/AgNPs-GO/ITO存儲(chǔ)器。同時(shí)，分別對制備的GO和AgNPs-GO復(fù)合材料的形貌與性能進(jìn)行了測試，對制備的Al/AgNPs-GO/ITO存儲(chǔ)器的電雙穩(wěn)態(tài)性進(jìn)行了測試與探討。
　　石墨烯及其衍生物除具有優(yōu)良的電

4、性能還具有優(yōu)良的光學(xué)性能。石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)作為一種新興熒光材料，具有極好的生物相容性，光學(xué)穩(wěn)定性，可調(diào)節(jié)的熒光性能，在光電器件中有著廣闊的應(yīng)用前景。但GQDs與上述的固態(tài)器件集成，必須在基板上的預(yù)定位置圖案化。本課題成功制備了具有良好熒光性能，分散均勻，粒徑分布范圍約為1.50-4.00nm，平均粒徑約為2.21 nm的GQDs。進(jìn)一步設(shè)計(jì)GQDs與光固化樹脂復(fù)合，通過紫外光固化的方式，成功地將GQDs圖案化，制備了一系列無色透