[发明专利]石墨烯碳纳米管复合膜及其制备方法、以及薄膜晶体管阵列

说明书

本申请公开一种石墨烯碳纳米管复合膜及其制备方法、以及薄膜晶体管阵列。其中，所述石墨烯碳纳米管复合膜的制备方法包括以下步骤：采用电化学沉积法在金属基底的表面沉积石墨烯薄膜；采用原子层沉积法在所述石墨烯薄膜的表面沉积碳纳米管膜；以及采用去除剂去除所述金属基底，清洗后得到石墨烯碳纳米管复合膜。本申请的技术方案制备得到的石墨烯碳纳米管复合膜具有较高的电荷迁移率，较好的导电性能、优异的透光性、化学稳定性及机械性能，可以替代传统ITO材料并广泛应用于薄膜晶体管。

技术领域

本申请涉及复合膜的制备技术领域，特别涉及一种石墨烯碳纳米管复合膜及其制备方法、以及薄膜晶体管阵列。

背景技术

随着电子工业的飞速发展，对低能耗、多功能以及环境友好型电子产品的不断需求，柔性电子器件以其独特的柔韧延展性、高效多功能性以及便携可穿戴性已成为电子工业发展的重要趋势。在众多电子器件中，柔性薄膜晶体管也是近几年的一个研究热点。对于薄膜晶体管，传统采用氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)材料作为透明电极，但是ITO材料的导电率较低，这样会使得薄膜晶体管的导电性能较差，容易造成电子产品效果不良。

申请内容

本申请的主要目的是提供一种石墨烯碳纳米管复合膜及其制备方法、以及薄膜晶体管阵列，旨在使得石墨烯碳纳米管复合膜具有好的导电性能，可以替代传统ITO材料并广泛应用于薄膜晶体管。

为实现上述目的，本申请提出的石墨烯碳纳米管复合膜的制备方法，包括以下步骤：

采用电化学沉积法在金属基底的表面沉积石墨烯薄膜；

采用原子层沉积法在所述石墨烯薄膜的表面沉积碳纳米管膜；以及采用去除剂去除所述金属基底，清洗后得到石墨烯碳纳米管复合膜。

可选地，采用原子层沉积法在所述石墨烯薄膜的表面沉积碳纳米管膜的步骤中，包括：

将沉积有石墨烯薄膜的金属基底放入反应腔内，通入碳源前驱体，采用保护气进行第一次吹扫，通入还原性气体，并采用保护气进行第二次吹扫，之后进行加热退火处理，在所述石墨烯薄膜的表面沉积碳纳米管膜。

可选地，所述碳源前驱体的通入时间为0.01s-0.2s，停留时间为2s-15s，第一次吹扫的时间为5s-20s，和/或；所述还原性气体的通入时间为0.01s-0.2s，停留时间为2s-15s，第二次吹扫的时间为5s-20s。

可选地，所述碳源前驱体选用乙醇、丙醇、丁醇中的至少一种；和/或，所述还原性气体选用氢气或一氧化碳。

可选地，采用电化学沉积法在金属基底的表面沉积石墨烯薄膜的步骤中，包括：

以金属基底为阴极，惰性电极为阳极，氧化石墨烯分散液为电化学沉积液进行电化学沉积操作，在所述金属基底的表面沉积得到石墨烯薄膜。

可选地，所述氧化石墨烯分散液的浓度范围为1mg/ml至5mg/ml；和/或，所述电化学沉积操作的时间范围为1min至30min。

可选地，所述电化学沉积法为脉冲电化学沉积法。

可选地，所述脉冲电化学沉积法中的脉冲电流范围为0.1A至2A，脉冲宽度范围为0.01s至1s。

本申请还提出了一种石墨烯碳纳米管复合膜，所述石墨烯碳纳米管复合膜是由如前所述的石墨烯碳纳米管复合膜的制备方法制备得到。

本申请还提出了一种薄膜晶体管阵列，其特征在于，所述薄膜晶体管阵列包括基板和依次制备在所述基板表面的栅金属层、栅绝缘层、非晶硅有源层、欧姆接触层、源漏金属层、钝化层及石墨烯碳纳米管复合膜层，所述石墨烯碳纳米管复合膜层至少部分贯穿所述钝化层并与所述源漏金属层连接，所述石墨烯碳纳米管复合膜层为如前所述的石墨烯碳纳米管复合膜。