[发明专利]石墨烯复合导电氧化物靶材及其透明导电薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯复合导电氧化物靶材及其透明导电薄膜的制备方法，其特征是采用向导电氧化物中添加微量、高纯石墨烯制备高致密、高导电的石墨烯复合导电氧化物靶材，并利用靶材进行磁控溅射沉积方法制备导电性能优异、透光性能好的透明导电薄膜，该方法采用包括以下步骤：

（1）石墨烯与导电氧化物粉体的复合：

石墨烯与导电氧化物粉体按质量比例为（0.05～2％）：（98～99.5％）在溶剂中分散、混合，经过干燥得到均匀分散的石墨烯复合导电氧化物粉体；

（2）石墨烯复合导电氧化物靶材的电场活化烧结：

将研磨后的石墨烯复合导电氧化物粉体置入石墨模具中，然后进行电场活化烧结，烧结后的陶瓷块体即为所述石墨烯复合导电氧化物靶材；

（3）透明导电薄膜的制备：

1）将石墨烯复合导电氧化物靶材和石英玻璃衬底放入磁控溅射仪溅射腔，抽至10-5Pa高真空，预溅射5分钟；

2）加热衬底至100～400℃，向溅射腔内充入氧气和氩气，氧气和氩气流量比为1：3，调节腔内压强为1～8Pa；

3）调节溅射功率至10～40W，溅射时间为10～60分钟，得到透明导电薄膜。

2.根据权利要求1所述的石墨烯复合导电氧化物靶材的制备方法，其特征在于所述的导电氧化物粉体为氧化铟锡、氧化锡锑或氧化锌铝粉体。

3.根据权利要求1所述的石墨烯复合导电氧化物靶材及其透明导电薄膜的制备方法，其特征在于所述的石墨烯，其技术参数为：纯度≥99％，厚度0.5～1.0nm，电阻率≤2Ω·cm。

4.根据权利要求1所述的石墨烯复合导电氧化物靶材及其透明导电薄膜的制备方法，其特征在于所述的溶剂为无水乙醇、去离子水或丙酮。

5.根据权利要求4所述的石墨烯复合导电氧化物靶材及其透明导电薄膜的制备方法，其特征在于石墨烯在溶剂中超声分散的过程中，所采用的分散剂为二甲基甲酰胺。

6.根据权利要求1所述的石墨烯复合导电氧化物靶材及其透明导电薄膜的制备方法，其特征在于所述的石墨烯复合氧化物粉体采用以下方法复合而成：

（1）将石墨烯和导电氧化物粉体分别加入溶剂中超声分散2小时，石墨烯分散过程中加入分散剂二甲基甲酰胺，得到均匀分散的石墨烯和导电氧化物溶液；

（2）将分散的石墨烯和导电氧化物溶液混合搅拌30分钟，超声1小时，100℃加热搅拌4小时，置入干燥箱中，在100℃条件下干燥6小时，得到石墨烯复合氧化物粉体。

7.根据权利要求1所述的石墨烯复合导电氧化物靶材及其透明导电薄膜的制备方法，其特征在于所述的电场活化烧结工艺为：烧结温度为900～1500℃，压力大小为0～100MPa，并保温0～30分钟。

8.根据权利要求7所述的石墨烯复合导电氧化物靶材及其透明导电薄膜的制备方法，其特征在于所述的烧结环境是真空或保护气氛，所述保护气氛为非氧化气氛，其包括氢气、氨气还原性气氛，和氮气、氩气或氦气惰性气氛。