石墨烯薄膜原子氧剥蚀行为及电阻特性

发布时间：2024-06-15 00:05

　　目的研究石墨烯薄膜在原子氧空间环境的适应性,为其在航天器上应用提供参考。方法采用刮涂法制备石墨烯薄膜,将石墨烯薄膜材料及石墨烯电阻传感器置于微波源原子氧设备内开展原子氧试验,原子氧剂量分别为3.0×10²⁰ atoms/cm²和7.5×1020 atoms/cm²,研究薄膜表面形貌、结构、成分及电阻性能的变化。结果采用刮涂法可制备氧含量较低的石墨烯薄膜,原子氧剂量为7.5×10²⁰ atoms/cm²情况下,石墨烯薄膜的厚度损失为5.3μm,原子氧反应率为7.14×10^-25 atoms/cm³。原子氧作用后,石墨烯薄膜中碳原子无序程度增大,C—O、—COOH官能团含量降低,C=O官能团含量增加。石墨烯电阻传感器的R₀/R比值随原子氧剂量增加线性降低,0.8μm厚度薄膜可探测最大原子氧剂量为5×1019 atoms/cm²,增加薄膜厚度有望提高传感器的使用寿命。结论得到了石墨烯薄膜厚度损失、...

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【部分图文】：

图7石墨烯电阻随原子氧剂量变化曲线Fig.7Curveofgrapheneresistancechangingwithatomicoxygendose

号的变化不可忽视。假定温度造成薄膜剥蚀率的升高与对应电阻值升高成正比，因此可利用式（6）对电阻数据进行修正，得到25℃条件下电阻变化曲线。12T11RRE(t25)RE(6)式中：R1、R2分别为修正前后的电阻值，；t1修正前温度，℃；E为25℃条件下材料的原子氧剥蚀率，文中取8....

图1石墨烯原子氧电阻传感器Fig.1Grapheneatomicoxygenresistancesensor

石墨烯薄膜，通过试验研究原子氧作用下石墨烯薄膜结构、性能及电阻与原子氧剂量的关系，为石墨烯原子氧电阻传感器的开发提供基础数据。1试验1.1材料文中通过刮涂法制备石墨烯薄膜。首先制备氧化石墨烯（GrapheneOxide，GO）薄膜，然后通过氢碘酸（HI）化学还原方式得到石墨烯薄膜....

图3石墨烯薄膜拉曼光谱Fig.3Ramanspectraofgraphenefilm

ationrateofgraphenefilmAOfluence/(atoms·cm2)Properties3.0×10207.5×1020Massloss/mg0.601.33Thicknessloss/μm2.45.3Erosionyield/(×1025cm3·atom1)....

图4石墨烯薄膜XRD图谱Fig.4XRDspectrumofgraphenefilm

·42·装备环境工程2020年3月图4石墨烯薄膜XRD图谱Fig.4XRDspectrumofgraphenefilm表4石墨烯薄膜2θ角及片层厚度Tab.42θangleandslicethicknessofgraphenefilmAOfluence/(atoms·cm2)Pa....

本文编号：3994622