[发明专利]智能显示用大尺寸单层石墨烯透明导电薄膜的制备方法

摘要

本发明涉及一种智能显示用大尺寸单层石墨烯透明导电薄膜的制备方法，其特征在于基于非氢气处理气氛下，采用快速热化学气相沉积法在热处理温度为820～900℃条件下实现了具有良好性能的智能显示用大尺寸单层石墨烯透明导电薄膜材料的快速制备，所制备的石墨烯导电薄膜的面积为(600±100)×(450±150)mm2，薄层电阻率为290±15Ω/sq，载流子迁移率可达5420～5780cm2/Vs，400nm处透过率为97.4～97.6％。可用于工业化批量生产。本发明工艺流程简单，制备周期短，有利于降低成本要求，实现技术推广和商业推广。

主权项

智能显示用大尺寸单层石墨烯透明导电薄膜的制备方法，其具体步骤如下：1)将纯度大于99.9％的铜箔磨砂抛光至40～50μm厚，并垂直置于配置有水冷系统的高温沉积炉中的正中心部位作为基质，随后抽真空使炉腔内的真空度为10‑4～10‑5Pa，同时以180～260℃/min的升温速率加热至820～900℃；2)将高纯乙烯和乙炔混合气体气体以55～80sccm的流速充入炉腔中，待炉腔压力为30～45Pa时保温2～4min，使混合气体充分分解，作为碳源；3)启动水冷系统，将反应温度以100～150℃/min的速率迅速降至440～580℃,降至所需温度后，停止充入混合气体，并将空气以6000～7000sccm的流速充入炉腔内，使炉腔压力恢复至100～105KPa，随后以26～47℃/min降温速率冷却至20～40℃，并关闭水冷系统，停止空气输送，得到沉积在铜箔片上的石墨烯薄膜；4)将得到的沉积在铜箔片上的石墨烯薄膜置于刻蚀液中使铜箔充分腐蚀得到石墨烯薄膜，清洗；采用的刻蚀液为浓度是2～4mol/L的FeCl3溶液；腐蚀时间为15～25min；5)将清洗后的石墨烯薄膜置于烘箱中干燥并剥离，得到智能显示用大尺寸单层石墨烯透明导电薄膜；所制备的石墨烯导电薄膜的面积为(600±100)×(450±150)mm2，薄层电阻率为290±15Ω/sq，载流子迁移率可达5420～5780cm2/Vs，400nm处透过率为97.4～97.6％。