[發明專利]一種石墨烯/六硼化鑭復合薄膜、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201910702525.2
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110408908B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 張琳;慈立杰;趙國慶;徐宙;王新秀
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C23C16/455;C23C16/56;C23C14/35;C23C14/06;C23C14/58;H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本公開屬于透明導電隔熱薄膜技術領域，具體涉及一種石墨烯/六硼化鑭復合薄膜、制備方法及應用。發明人認為，得到一種石墨烯/六硼化鑭復合薄膜有望得到一種具有良好光學和電學性能的材料。為了實現該目的，本公開對復合薄膜的制備方法進行了研究，提供了一種可制備優良性能復合薄膜的制備方法，該方法簡便易行，并且可以通過參數的改變獲取不同能性能的復合薄膜。該方法得到的復合薄膜，具有良好的光學性能，對于入射光線具有一定的選擇性，可用于隔熱玻璃等產品的制備。另外，該復合薄膜的電阻相比原料實現了顯著的降低，將該復合薄膜應用于玻璃基地上，可以顯著改善玻璃基底不能導電的技術問題，應用于相關電子元器件的制備具有重要的意義。

技術領域

本公開屬于透明導電隔熱薄膜技術領域，具體涉及一種石墨烯/六硼化鑭復合薄膜，該復合薄膜的制備方法以及在光學器件及電學器件中的應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本公開的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

石墨烯(GN)具有極高的電子遷移率，但其電子傳輸性質易受到基底、表面吸附雜質及層數等因素的影響。另外，石墨烯還具有優良的力學性能和熱導性能。常用的石墨烯制備方法包括機械剝離法、氧化還原法、外延生長法及化學氣相沉積(CVD)法，其中，CVD方法制備的GN由于質量好、面積大被稱為最有前途的方法。

六硼化鑭(LaB₆)通常被稱為陶瓷材料，具有較高的熔點、不易揮發，在高溫下也可以保持良好的硬度。納米尺度的LaB₆在近紅外范圍內表現出局部表面等離子體共振效應(LSPR)，對可見光區域的高透過率和近紅外區域的低透過率使LaB₆可作為透明隔熱材料而得到使用。另外，LaB₆具有與金屬相似的電學性質，并且化學性質穩定，可以暴露在大氣中長久保存。LaB₆制備工藝較為簡單，目前較為成熟的制備技術包括化學氣相沉積(CVD)法、脈沖激光沉積(PLD)法、電子束蒸發(EBE)法、真空蒸發法及直流磁控濺射法等。

隨著透明導電隔熱薄膜的不斷發展，人們對于薄膜材料的性質要求也越來越高，GN/LaB₆復合薄膜其透光效果好，單層GN可見光范圍內的透過率可達97％，另外二者都是導電性很好的材料，復合后更極大地增加了其導電能力，而且LaB₆對于紅外波段可吸收的波長范圍更廣，隔熱效果更好，而在可見光范圍內吸收率大大降低，可放到玻璃夾層中使用，有望在光學器件領域大放異彩。相關研究表明，GN/LaB₆復合薄膜是作為場發射陰極的理想材料，可用于真空電子器件、高能加速器對于場發射的陰極。LaB₆/PVB薄膜具有良好的光學性能，湯洪波的研究中進一步提供了一種六硼化鑭、氧化石墨烯共混制備的PVB透明隔熱薄膜，氧化石墨烯的引入增強了該隔熱薄膜的機械性能，對于該所述薄膜的熱穩定性相比純PVB薄膜有一定程度的提高。

發明內容

基于上述研究背景，發明人認為，提供一種性能優良的GN/LaB₆復合薄膜在光學器件及電子器件領域都具有重要的意義。為了實現該技術效果，本公開對GN/LaB₆復合薄膜的制備工藝展開了研究，提供了一種GN/LaB₆復合薄膜的制備方法，研究表明本公開提供的復合薄膜具有良好的形貌，具有良好的光學及電學性能，應用于隔熱玻璃等環保材料、電子元器件等具有重要的意義。

為了實現上述技術效果，本公開提供以下技術方案：

本公開第一方面，提供了一種石墨烯/六硼化鑭復合薄膜，所述復合薄膜采用硅或石英玻璃為基底，基底表面具有石墨烯/六硼化鑭復合薄膜。

相比背景技術中湯洪波的研究，本公開提供的是一種石墨烯與六硼化鑭形成的復合薄膜，不采用高分子聚合物作為成膜基質，而是提供了一種可附著在玻璃基底表面具有優良性能的復合薄膜。