[发明专利]一种碱性氧化物修饰石墨烯的方法

说明书

本发明揭示了一种碱性氧化物修饰石墨烯的方法，所述方法包括以下步骤：S1：在长有石墨烯的铜箔表面旋涂一层苯甲醚聚或PMMA聚甲基丙烯酸甲酯，作为石墨烯支撑层，然后刻蚀铜箔；S2：将得到的石墨烯薄膜转移到目标基底上进行标准化清洗后烘干；S3：在石墨烯基片表面制备一层碱性氧化物膜；将清洗烘干后的石墨烯基片转入真空室内蒸镀一层铜膜，并放置于紫外灯下照射5~10 min，得到性能改善的石墨烯阳极。该方法提出了在石墨烯界面上形成碱性氧化物薄膜层，能对器件光电性能产生影响，为光电、电子元器件性能提升提供了有效的技术手段。

技术领域

本发明涉及一种碱性氧化物修饰石墨烯的方法，可用于电子元器件、光电器件的电极，属于半导体器件领域。

背景技术

有机半导体材料具有质量轻、柔韧性好、成本低等优点，在太阳能电池、发光二极管、激光等领域应用广泛。当前的限制在于上述半导体器件所用的传统氧化铟锡（ITO）电极资源短缺，价格昂贵，且易碎、对酸敏感，以至于不易制备性能稳定的器件。近年来，学者们正在努力寻求一种透过率高、柔韧性好、能够大面积制备的材料来替代现有的ITO电极材料。

石墨烯是单层的sp²-杂化碳原子以六边形“蜂窝”状晶格结合在一起的薄膜。它的透过率高、机械性能好、功函数可调节，因此自发现以来便得到科学家们的广泛关注与研究。但是将石墨烯广泛应用于太阳能电池、发光二极管、激光等领域当中还有一定的难度。首先它的方阻大，功函数与相邻材料传输层能级不匹配；其次，石墨烯是一种疏水性材料，在旋涂相邻材料传输层时，水系材料很难在石墨烯表面形成均匀膜层，这都会对电荷在器件内部的传输产生不利影响，从而使电流偏低，器件性能变差。目前研究的重点就是对石墨烯进行掺杂以降低石墨烯的方阻，调节石墨烯的功函数和提升石墨烯亲水性。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种碱性氧化物修饰石墨烯的方法。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：一种碱性氧化物修饰石墨烯的方法，所述方法包括以下步骤：

S1：在长有石墨烯的铜箔表面旋涂一层苯甲醚聚或PMMA聚甲基丙烯酸甲酯，作为石墨烯支撑层，然后刻蚀铜箔；

S2：将得到的石墨烯薄膜转移到目标基底上进行标准化清洗（60℃热丙酮反复清洗三遍，每遍10分钟）后烘干；

S3：在石墨烯基片表面制备一层碱性氧化物膜；将清洗烘干后的石墨烯基片转入真空室内蒸镀一层铜膜，并放置于紫外灯下照射5~10 min，得到性能改善的石墨烯阳极。

优选地，所述石墨烯为机械剥离的石墨烯，通过外延生长法或气相沉积法制备得到单层或多层石墨烯，所述石墨基片层通过氧化还原法制备得到。

优选地，所述S1步骤中，在铜箔表面旋涂的PMMA的膜厚度为300-1000 nm，PMMA的旋涂条件为10-4000 rpm。

优选地，所述S1步骤中，所述铜箔的刻蚀液为过硫酸铵或氯化铁。

优选地，所述S2步骤中，目标基底为玻璃、硅片、金属箔、聚对苯二甲酸乙二酯PET、聚酰亚胺PI或纤维膜等刚性或柔性基底。

优选地，所述S3步骤中，碱性氧化物膜的厚度为0.1 _~100 nm，碱性氧化物为金属氧化物，所述氧化物为氧化钼、氧化钴、氧化钨、氧化铜或氧化镍。

优选地，所述金属氧化物的制备方法为溶液旋涂法、电子束沉积或磁控溅射。

优选地，所述金属氧化物可由金属氧化为金属氧化物。

优选地，金属氧化物膜，价带或最高占据分子轨道介于石墨烯功函数与相邻传输材料的价带或最高占据分子轨道之间，且呈递增或递减趋势，用作阳极修饰层。