[发明专利]一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜、制备方法及应用

说明书

本公开属于透明导电隔热薄膜技术领域，具体涉及一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜、制备方法及应用。发明人认为，得到一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜有望得到一种具有良好光学和电学性能的材料。为了实现该目的，本公开对复合薄膜的制备方法进行了研究，提供了一种可制备优良性能复合薄膜的制备方法，该方法简便易行，并且可以通过参数的改变获取不同能性能的复合薄膜。该方法得到的复合薄膜，具有良好的光学性能，对于入射光线具有一定的选择性，可用于隔热玻璃等产品的制备。另外，该复合薄膜的电阻相比原料实现了显著的降低，将该复合薄膜应用于玻璃基地上，可以显著改善玻璃基底不能导电的技术问题，应用于相关电子元器件的制备具有重要的意义。

技术领域

本公开属于透明导电隔热薄膜技术领域，具体涉及一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜，该复合薄膜的制备方法以及在光学器件及电学器件中的应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

石墨烯(GN)具有极高的电子迁移率，但其电子传输性质易受到基底、表面吸附杂质及层数等因素的影响。另外，石墨烯还具有优良的力学性能和热导性能。常用的石墨烯制备方法包括机械剥离法、氧化还原法、外延生长法及化学气相沉积(CVD)法，其中，CVD方法制备的GN由于质量好、面积大被称为最有前途的方法。

六硼化镧(LaB₆)通常被称为陶瓷材料，具有较高的熔点、不易挥发，在高温下也可以保持良好的硬度。纳米尺度的LaB₆在近红外范围内表现出局部表面等离子体共振效应(LSPR)，对可见光区域的高透过率和近红外区域的低透过率使LaB₆可作为透明隔热材料而得到使用。另外，LaB₆具有与金属相似的电学性质，并且化学性质稳定，可以暴露在大气中长久保存。LaB₆制备工艺较为简单，目前较为成熟的制备技术包括化学气相沉积(CVD)法、脉冲激光沉积(PLD)法、电子束蒸发(EBE)法、真空蒸发法及直流磁控溅射法等。

随着透明导电隔热薄膜的不断发展，人们对于薄膜材料的性质要求也越来越高，GN/LaB₆复合薄膜其透光效果好，单层GN可见光范围内的透过率可达97％，另外二者都是导电性很好的材料，复合后更极大地增加了其导电能力，而且LaB₆对于红外波段可吸收的波长范围更广，隔热效果更好，而在可见光范围内吸收率大大降低，可放到玻璃夹层中使用，有望在光学器件领域大放异彩。相关研究表明，GN/LaB₆复合薄膜是作为场发射阴极的理想材料，可用于真空电子器件、高能加速器对于场发射的阴极。LaB₆/PVB薄膜具有良好的光学性能，汤洪波的研究中进一步提供了一种六硼化镧、氧化石墨烯共混制备的PVB透明隔热薄膜，氧化石墨烯的引入增强了该隔热薄膜的机械性能，对于该所述薄膜的热稳定性相比纯PVB薄膜有一定程度的提高。

发明内容

基于上述研究背景，发明人认为，提供一种性能优良的GN/LaB₆复合薄膜在光学器件及电子器件领域都具有重要的意义。为了实现该技术效果，本公开对GN/LaB₆复合薄膜的制备工艺展开了研究，提供了一种GN/LaB₆复合薄膜的制备方法，研究表明本公开提供的复合薄膜具有良好的形貌，具有良好的光学及电学性能，应用于隔热玻璃等环保材料、电子元器件等具有重要的意义。

为了实现上述技术效果，本公开提供以下技术方案：

本公开第一方面，提供了一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜，所述复合薄膜采用硅或石英玻璃为基底，基底表面具有石墨烯/六硼化镧复合薄膜。

相比背景技术中汤洪波的研究，本公开提供的是一种石墨烯与六硼化镧形成的复合薄膜，不采用高分子聚合物作为成膜基质，而是提供了一种可附着在玻璃基底表面具有优良性能的复合薄膜。