本發(fā)明涉及激光誘導(dǎo)石墨烯領(lǐng)域，尤其涉及一種改良激光誘導(dǎo)石墨烯及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、激光誘導(dǎo)石墨烯，簡(jiǎn)稱(chēng)lig，作為一種新型的二維材料，具有高導(dǎo)電性、高柔韌性、多孔結(jié)構(gòu)、能實(shí)現(xiàn)無(wú)掩膜圖案化等特點(diǎn)，在柔性電子器件領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。但在制備激光誘導(dǎo)石墨烯的過(guò)程中，由于激光照射，會(huì)使激光誘導(dǎo)石墨烯表面局部出現(xiàn)固有的非晶特性，這種非晶結(jié)構(gòu)可降低其本身的導(dǎo)電性，導(dǎo)致應(yīng)用其制備的電子器件的電阻率增高，從而使電子器件的性能受損，限制激光誘導(dǎo)石墨烯在傳感器等電子設(shè)備中的應(yīng)用。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，修復(fù)石墨烯材料缺陷的方法主要包括整體加熱和化學(xué)還原兩種方式，但是，采用上述方法修復(fù)缺陷，在修復(fù)過(guò)程中整個(gè)材料的碳化導(dǎo)致聚合物基底的燒蝕，同時(shí)缺乏對(duì)材料圖案化的控制，且化學(xué)還原法還無(wú)法改變非晶碳環(huán)的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提出一種改良激光誘導(dǎo)石墨烯及其制備方法，以解決上述激光誘導(dǎo)石墨烯表面局部出現(xiàn)固有的非晶特性，導(dǎo)致應(yīng)用其制備的電子器件的電阻率增高的問(wèn)題。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法，包括以下步驟：

4、s1：對(duì)基材進(jìn)行清洗和干燥，并裁剪聚酰亞胺薄膜，將聚酰亞胺薄膜緊密貼于基材表面，使基材表面形成加工區(qū)域；

5、s2：使用激光對(duì)聚酰亞胺薄膜的表面進(jìn)行圖案化加工，得到圖案化激光誘導(dǎo)石墨烯；

6、s3：將步驟s2中的圖案化激光誘導(dǎo)石墨烯置于真空環(huán)境；

7、s4：對(duì)圖案化激光誘導(dǎo)石墨烯進(jìn)行脈沖加工，得到改良激光誘導(dǎo)石墨烯。

8、所述激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法中，在所述步驟s1中，所述加工區(qū)域?yàn)檎叫螀^(qū)域，且加工區(qū)域的邊長(zhǎng)為1～20mm。

9、所述激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法中，所述圖案化加工所形成的圖案包括多個(gè)間隔分布的啞鈴狀圖案，所述啞鈴狀圖案包括第一圖案區(qū)、中部圖案區(qū)和第二圖案區(qū)，所述第一圖案區(qū)和第二圖案區(qū)的形狀和大小相同，且所述第一圖案區(qū)和第二圖案區(qū)在x軸方向的長(zhǎng)度大于中部圖案區(qū)在x軸方向的長(zhǎng)度；所述中部圖案區(qū)的一端與第一圖案區(qū)連接，所述中部圖案區(qū)的領(lǐng)一端與第二圖案區(qū)連接。

10、所述激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法中，在所述步驟s4中，所述脈沖加工的持續(xù)時(shí)間為10.0～15.0s，施加到圖案化激光誘導(dǎo)石墨烯上的電壓為170～190v。

11、所述激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法中，所述脈沖加工的步驟包括：向圖案化激光誘導(dǎo)石墨烯的表面施加直流脈沖電流，所述脈沖電流的功率為2.0～2.5kw。

12、所述激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法中，在所述步驟s2中，所述激光的功率為4.6～5.0w，所述激光的頻率為8～12khz，占空比為7～9％，所述激光的掃描速度為900～1200mm/s，所述激光的脈寬為4～6um，所述激光的掃描線間距為20～30um。

13、所述激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法中，所述基材包括玻璃基板、聚醚砜板、亞克力板和聚醚醚酮板中的一種。

14、所述激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法中，基材的厚度為200～250um。

15、本發(fā)明還提供了一種改良激光誘導(dǎo)石墨烯，所述改良激光誘導(dǎo)石墨烯通過(guò)上述的激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法制備得到。

16、本發(fā)明中的一個(gè)技術(shù)方案可以具有以下有益效果：

17、所述激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法采用脈沖電流的加工方式，對(duì)激光誘導(dǎo)石墨烯進(jìn)行調(diào)整，以改變石墨烯層數(shù)、晶格中的感應(yīng)應(yīng)變以及電子能帶結(jié)構(gòu)。步驟s4的脈沖電流加工所需耗時(shí)短，且能通過(guò)調(diào)整其脈沖參數(shù)，如電壓、持續(xù)時(shí)間等條件，對(duì)激光誘導(dǎo)石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的控制，操作更便捷，可控度更高，而且對(duì)環(huán)境影響極小。

18、所述激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法能夠顯著提高激光誘導(dǎo)石墨烯的電導(dǎo)率，同時(shí)保持圖案化激光誘導(dǎo)石墨烯的原始外觀，減少激光誘導(dǎo)石墨烯出現(xiàn)裂紋或變形的情況。

技術(shù)特征：

1.一種激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法，其特征在于，在所述步驟s1中，所述加工區(qū)域?yàn)檎叫螀^(qū)域，且加工區(qū)域的邊長(zhǎng)為1～20mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法，其特征在于，所述圖案化加工所形成的圖案包括多個(gè)間隔分布的啞鈴狀圖案，所述啞鈴狀圖案包括第一圖案區(qū)、中部圖案區(qū)和第二圖案區(qū)，所述第一圖案區(qū)和第二圖案區(qū)的形狀和大小相同，且所述第一圖案區(qū)和第二圖案區(qū)在x軸方向的長(zhǎng)度大于中部圖案區(qū)在x軸方向的長(zhǎng)度；所述中部圖案區(qū)的一端與第一圖案區(qū)連接，所述中部圖案區(qū)的領(lǐng)一端與第二圖案區(qū)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法，其特征在于，在所述步驟s4中，所述脈沖加工的持續(xù)時(shí)間為10.0～15.0s，施加到圖案化激光誘導(dǎo)石墨烯上的電壓為170～190v。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法，其特征在于，所述脈沖加工的步驟包括：向圖案化激光誘導(dǎo)石墨烯的表面施加直流脈沖電流，所述脈沖電流的功率為2.0～2.5kw。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法，其特征在于，在所述步驟s2中，所述激光的功率為4.6～5.0w，所述激光的頻率為8～12khz，占空比為7～9％，所述激光的掃描速度為900～1200mm/s，所述激光的脈寬為4～6um，所述激光的掃描線間距為20～30um。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法，其特征在于，所述基材包括玻璃基板、聚醚砜板、亞克力板和聚醚醚酮板中的一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法，其特征在于，基材的厚度為200～250um。

9.一種改良激光誘導(dǎo)石墨烯，其特征在于，所述改良激光誘導(dǎo)石墨烯通過(guò)權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種改良激光誘導(dǎo)石墨烯及其制備方法，步驟包括：對(duì)基材進(jìn)行清洗和干燥，并裁剪聚酰亞胺薄膜，將聚酰亞胺薄膜緊密貼于基材表面；使用激光對(duì)聚酰亞胺薄膜的表面進(jìn)行圖案化加工，得到圖案化激光誘導(dǎo)石墨烯；將的圖案化激光誘導(dǎo)石墨烯置于真空環(huán)境；對(duì)圖案化激光誘導(dǎo)石墨烯進(jìn)行脈沖加工，得到改良激光誘導(dǎo)石墨烯。所述激光誘導(dǎo)石墨烯的制備方法采用脈沖電流的加工方式，對(duì)激光誘導(dǎo)石墨烯進(jìn)行調(diào)整，以改變石墨烯層數(shù)、晶格中的感應(yīng)應(yīng)變以及電子能帶結(jié)構(gòu)。步驟S4的脈沖電流加工所需耗時(shí)短，且能通過(guò)調(diào)整其脈沖參數(shù)，如電壓、持續(xù)時(shí)間等條件，對(duì)激光誘導(dǎo)石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的控制，操作更便捷，可控度更高，而且對(duì)環(huán)境影響極小。

技術(shù)研發(fā)人員：肖嘉薇,陳云,程亮,羅翔遠(yuǎn),張俊杰,侯茂祥,馬莉,陳新
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9