高导电三维打印石墨烯墨水的制备及其场效应管应用研究

发布时间：2020-06-09 13:50

【摘要】：随着新一代信息技术的发展,可穿戴计算机和柔性智能终端越来越引起人们的普遍关注。高导电、具有良好柔性的石墨烯材料自然成为研究热点。围绕未来可穿戴计算机和柔性智能终端的发展,以3D打印为手段,研究了高导电三维打印石墨烯墨水的制备方法及其在场效应管中的应用研究。针对当前三维打印技术(3DP)制备石墨烯器件,采用的化学还原法有生产过程危险性大,污染性强的弊端,提出一种基于热还原法的石墨烯电子器件制造工艺方法,并开展了如下工作:1、提出了顶栅和背栅两种结构的场效应管的高导电石墨烯墨水的制备方法和3D可打印工艺。2、采用还原氧化法来制备石墨烯,通过Hummers’法氧化石墨单质合成氧化石墨烯(GO),以GO作为基底材料,加入一定比例的黏结剂、分散剂等添加剂来配制可用于3DP的GO墨水。3、选择3DP中简单可控的直写成型(DIW)工艺来打印石墨烯样品器件,并将其置于氩气环境下的管式电炉中,分别在200℃、500℃和800℃的温度中进行烧结还原,经过800℃热还原的还原氧化石墨烯(rGO),其方阻可降低至200 mΩ/sq以下。试验测试分析表明,配制的GO墨水可用于三维打印石墨烯电子器件,且制作工艺简单,参数可控性强,电导率高,适合通过3DP技术制备高导电集成电路器件,为石墨烯墨水制备方法及其电子器件制造提供了新的工艺技术,也为未来可穿戴计算机的发展提供了一条新的思路。
【图文】：

图 1-1 SLA 成型工艺示意图[49]Fig. 1-1 Schematic illustration of the SLAtechnique（2）叠层实体制造（LOM）LOM (Laminated Object Manufacturing) 技术是快速成型技术中分制造技术的简称, 与其他快速成型技术一样, LOM 技术也是通过分层制造叠加的方法来制造三维实体模型[49]。其工作原理如图 1-2 所示。LOM 工艺度快，成形材料便宜，无相变，，无热应力,形状和尺寸精度稳定，但成形剥离费时，且需激光耗费和工艺材料少[49]。其适合于航空、汽车等行业中大的制件。

图 1-1 SLA 成型工艺示意图[49]Fig. 1-1 Schematic illustration of the SLAtechnique层实体制造（LOM）aminated Object Manufacturing) 技术是快速成型技术中分简称, 与其他快速成型技术一样, LOM 技术也是通过分层制造来制造三维实体模型[49]。其工作原理如图 1-2 所示。LOM 工艺材料便宜，无相变，无热应力,形状和尺寸精度稳定，但成形且需激光耗费和工艺材料少[49]。其适合于航空、汽车等行业中
【学位授予单位】：贵州师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.73;TQ638

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本文编号：2704778