光雕法制備石墨烯薄膜及其特性研究

劉富楊　查小婷　黃昊　張渟　楊文耀

【摘 要】石墨烯是一種性能優良的電極材料，如何將石墨烯應用于柔性電子器件中是目前研究的熱點之一。本文采用滴涂法制備了柔性氧化石墨烯薄膜，通過光雕法對其進行照射，在還原氧化石墨烯的同時完成了電極的圖形化。再通過調整激光強度，在不同激光強度下制備了多種叉指電極，并對其結構和導電性能性能進行了表征。結果發現：當激光強度為25時，氧化石墨烯的還原及圖形化效果最好。

【關鍵詞】石墨烯；光雕；還原；激光強度；叉指電極

中圖分類號： O613.71 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）03-0039-002

Preparation and Characterization of Graphene Film by Photolithography

LIU Fu-yang CHA Xiao-ting HUANG Hao ZHANG Yang YANG Wen-yao*

（Chongqing University of Arts and Sciences， Institute of New Energy Storage Devices and Applications Engineering， Chongqing University of Arts and Sciences， Chongqing 402160， China）

【Abstract】Graphene is an excellent electrode material. How to use graphene in flexible electronic devices is one of the hot topics at present. In this paper， a flexible graphene oxide thin film was prepared by using a drop-coating method and irradiated by a light-scoring method to complete the patterning of the electrode while reducing the graphene oxide. Then by adjusting the laser intensity， a variety of interdigital electrodes were prepared under different laser intensities， and their structure and conductivity properties were characterized. The results show that when the laser intensity is 25， the graphene oxide has the best reduction and patterning effect.

【Key words】Graphene； Light sculpture； Reduction； Laser intensity； Interdigital electrodes

0 引言

近年來，隨著易彎曲、可穿戴器件等概念的提出，實現柔性成為了電極研究工作的重點，石墨烯是碳原子以sp2雜化軌道結合的材料，其獨特的二維結構使其具有優異的光學和電學性質[1，2]，是制備柔性電極的一種優良材料。

眾多科學家就石墨烯柔性化進行了多樣化的研究[2]，2009年，Krauss利用拉曼激光輻射石墨烯薄膜，發現了激光與石墨烯之間的相互作用[3]；Gao[4]等利用飛秒激光將氧化石墨烯薄膜還原成石墨烯薄膜，并完成復雜圖案設計；劉璇[5]利用1064nm波長的皮秒激光還原石墨烯薄膜，在激光輸出功率為75mW時，獲得石墨烯的最小電阻值為2.32kΩ/sq；林喆[6]采用飛秒激光切割石墨烯，能量密度為0.8 J/cm2時，石墨烯被完全去除；賴婷[7]使用波長約780nm，輸出功率200mW的激光筆對氧化石墨烯照射還原，成功得到石墨烯；以上實驗雖然使用光雕法成功的得到了石墨烯，但缺少對激光強度的研究，因為激光強度對石墨烯的還原效果影響較大，所以本文擬用光雕法還原氧化石墨烯制備叉指電極，并調整激光強度，研究不同激光強度下石墨烯的特性。……