[發(fā)明專利]石墨烯層壓制品及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680018073.0
• 申請(qǐng)日: 2016-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN107454894B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙吉元;金海娜;姜普錫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 納米基盤柔軟電子素子研究團(tuán);浦項(xiàng)工科大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)
• 主分類號(hào): C01B32/182
• 分類號(hào): C01B32/182;B32B9/04;B32B9/00
• 代理公司: 北京信慧永光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 王芬;張淑珍

本發(fā)明涉及石墨烯層壓制品，該石墨烯層壓制品含有：包含供電子官能團(tuán)的第一石墨烯層；以及位于所述第一石墨烯層上并含有石墨烯的第二石墨烯層，其中，所述第二石墨烯層與所述第一石墨烯層n摻雜。因此，可對(duì)石墨烯摻雜的程度進(jìn)行控制，而不使石墨烯的透明度惡化，并且在不具有由石墨烯與氨基基團(tuán)修飾的石墨烯摻雜的保護(hù)層的情況下，摻雜效應(yīng)可持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨烯層壓制品及制造所述石墨烯層壓制品的方法，更具體而言，本發(fā)明涉及通過用氨基修飾的石墨烯摻雜石墨烯賦予了改善的傳導(dǎo)性的石墨烯層壓制品、制造所述石墨烯層壓制品的方法以及電子器件。

背景技術(shù)

石墨烯是具有二維蜂窩結(jié)構(gòu)且排他性地由碳組成的材料，因而具有出色的電學(xué)性能、機(jī)械性能和光學(xué)性能。目前在自然科學(xué)和工程的領(lǐng)域中正在對(duì)其進(jìn)行全面的研究。由于石墨烯僅由相對(duì)較輕的碳組成，使得很容易加工一維或二維的納米圖案，因此，石墨烯是有利的。

可以使用石墨烯來(lái)調(diào)整半導(dǎo)體-導(dǎo)體的性能，并且借助于碳的多種化學(xué)鍵，可使用石墨烯來(lái)制造各種功能器件(例如傳感器、存儲(chǔ)器等)。此外，正在積極研究此類石墨烯在日常用品(例如用于顯示器的透明電極、太陽(yáng)能電池和壓力傳感器)中的應(yīng)用。在此類應(yīng)用中，石墨烯的電學(xué)性能的改良至關(guān)重要，并且目前正在研究中。

迄今為止，使用p摻雜劑或n摻雜劑增加石墨烯的傳導(dǎo)性的研究已得到廣泛且深入地開展。例如，韓國(guó)專利申請(qǐng)No.2012-0064980公開了制造氮摻雜石墨烯的方法以及由此制造的氮摻雜石墨烯。同時(shí)，為了在器件測(cè)量時(shí)將狄拉克電壓(dirac voltage)增加至最大約120V，進(jìn)行了化學(xué)摻雜相關(guān)的傳統(tǒng)研究。

然而，用包含在低溫加工過程中穩(wěn)定且可控的官能團(tuán)的石墨烯摻雜石墨烯并同時(shí)賦予強(qiáng)的摻雜效應(yīng)的方法尚未有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

因此，本發(fā)明意在提供石墨烯層壓制品、制造所述石墨烯層壓制品的方法以及包含所述石墨烯層壓制品的電子器件，其中，石墨烯摻雜有氨基修飾的石墨烯，由此使電學(xué)性能(例如石墨烯的功函數(shù))得到了改善，從而使得可將此類石墨烯層壓制品應(yīng)用于透明柔性電極、有機(jī)太陽(yáng)能電池、有機(jī)發(fā)光二極管等。

技術(shù)方案

因此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了石墨烯層壓制品，該石墨烯層壓制品包含：第一石墨烯層，所述第一石墨烯層包含供電子官能團(tuán)；以及，第二石墨烯層，所述第二石墨烯層被設(shè)置于所述第一石墨烯層上并被配置為包含石墨烯，其中，所述第二石墨烯層與所述第一石墨烯層n摻雜。

供電子官能團(tuán)可為選自于由氨基基團(tuán)、C1-C10氨基烷基基團(tuán)和C2-C10甲氧基烷基基團(tuán)所組成的組中的至少一種。

供電子官能團(tuán)可為氨基基團(tuán)或C1-C10氨基烷基基團(tuán)。

氨基基團(tuán)或C1-C10氨基烷基基團(tuán)可與第一石墨烯層進(jìn)行酰胺鍵合。

第一石墨烯層可包括單層石墨烯或多層石墨烯。

本發(fā)明的另一方面提供了制造石墨烯層壓制品的方法，該方法包括：制備石墨烯氧化物溶液(步驟a)；將所述石墨烯氧化物溶液與含有供電子官能團(tuán)的化合物混合，從而得到包含供電子官能團(tuán)的石墨烯溶液(步驟b)；用所述包含供電子官能團(tuán)的石墨烯溶液涂覆基底，從而形成包含供電子官能團(tuán)的石墨烯層(步驟c)；以及，在所述包含供電子官能團(tuán)的石墨烯層上堆疊石墨烯，從而形成n摻雜的石墨烯層(步驟d)。

含有供電子官能團(tuán)的化合物可為選自于由以下所組成的組中的至少一種：亞烷基二胺、甲氧基烷基胺和二甲基氨基烷基胺。

含有供電子官能團(tuán)的化合物可為亞烷基二胺，所述亞烷基二胺可為C1-C10亞烷基二胺。

本發(fā)明的方法可進(jìn)一步包括：在步驟a后，通過使石墨烯氧化物溶液與酸反應(yīng)，制備羧化的石墨烯氧化物溶液(步驟a')。