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《DAST-石墨烯復(fù)合薄膜的制備與光電特性分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要摘要近年新材料技術(shù)的快速發(fā)展，使THz探測技術(shù)成為了一種重要的技術(shù)，由此也推動了THz技術(shù)的發(fā)展，使之在世界范圍引起了研究熱潮。但是，非制冷太赫茲探測器的研究進(jìn)展緩慢。傳統(tǒng)上，相關(guān)的探測器使用無機型熱敏感膜材料，其對太赫茲波段的吸收較弱，難于滿足非制冷太赫茲探測的需要。為此，本文首先合成出了4-（4二甲基氨基苯乙烯基）甲基吡啶對甲基苯磺酸鹽（DAST）非線性有機材料。在此基礎(chǔ)上，把DAST與石墨烯分別通過原位和非原位復(fù)合的方法，制備出新型的DAST-石墨烯復(fù)合材料，并將這些材料通過旋涂工藝制備成薄膜。本文系統(tǒng)地研究了所制薄膜的
2、晶相形貌、紅外及太赫茲光譜、紫外-可見光光譜、拉曼光譜、熱敏電阻變化等。相關(guān)研究還未見國內(nèi)外文獻(xiàn)報道。本文的具體研究成果如下：（1）利用原位復(fù)合方法在DAST合成過程中摻入石墨烯，從而合成出DAST-石墨烯原位復(fù)合材料，并利用元素分析、紅外測試等多種手段對合成的DAST產(chǎn)物進(jìn)行了測試。結(jié)果顯示合成的產(chǎn)物的確為非線性有機材料DAST。（2）在復(fù)合過程中，氧化石墨烯中的O原子與DAST中苯環(huán)上的H原子形o成氫鍵，電子通過氫鍵轉(zhuǎn)移使氧化石墨烯在80C的低溫下發(fā)生了還原反應(yīng)，這是一種新發(fā)現(xiàn)的氧化石墨烯的還原反應(yīng)。通過該反應(yīng)使DAST與石墨
3、烯緊密地結(jié)合在一起。與之相比，非原位形成的氫鍵數(shù)量遠(yuǎn)低于原位復(fù)合過程，使DAST與石墨烯的結(jié)合能力弱，由此導(dǎo)致DAST-石墨烯非原位復(fù)合薄膜的光學(xué)、電學(xué)性能明顯弱于原位復(fù)合薄膜。在光學(xué)方面，石墨烯的加入使復(fù)合薄膜在可見光至THz波段吸收明顯增強。復(fù)合薄膜的遠(yuǎn)紅外光譜吸收峰還出現(xiàn)藍(lán)移現(xiàn)象。在電學(xué)方面，6與DAST薄膜相比，原位復(fù)合薄膜的電阻值（7.6×10Ω）下降了4至5個數(shù)量級，10而非原位（1.13×10Ω）僅下降1至2個數(shù)量級，原位復(fù)合薄膜導(dǎo)電性能更為優(yōu)-1良，同時原位復(fù)合薄膜電阻溫度系數(shù)（TCR）（-0.0279K）絕對值最
4、大，能夠滿足微測輻射熱計的性能要求。（3）對具有不同石墨烯濃度的復(fù)合薄膜的形貌、光學(xué)及電學(xué)性能進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)在5%濃度左右的原位復(fù)合薄膜的形貌更好，濃度小于5%會出現(xiàn)DAST大量結(jié)晶，濃度大于5%石墨烯對DAST的紅外吸收峰有抑制作用。此外，5%濃度下復(fù)合薄膜還具有較好的綜合熱敏電阻性能，而低濃度下的導(dǎo)電能力不足，高濃度下的成膜質(zhì)量低，說明5%的石墨烯濃度為該復(fù)合薄膜的較優(yōu)化濃度。關(guān)鍵詞：DAST，石墨烯，復(fù)合薄膜，電學(xué)性能，光學(xué)性能IABSTRACTABSTRACTInrecentyears,therapiddevelopme
5、ntofnewtechnologyandnewmaterialsmaketheterahertz(THz)sourcesbecomeaconventionaltechnology.Asaresult,manyresearchinstitutionsintheworldbegintopaymoreattentiontoTHzandtheuncooledTHzdetectors.However,theinorganicsensitivematerialsareutilizedwidely.Suchmaterialsrespondwee
6、klytoTHzsignals,whichcannotmeetthedevicerequirements.So,wefirstsynthesizedDAST.Basedonit,in-situandex-situDAST-graphenecompositematerialsweresynthesized.Accordingly,DASTfilms,in-situcompositefilms,andex-situcompositefilmswerefurtherprepared.Theresultingfilmsweresystem
7、aticallyinvestigatedwithmetallographicmicroscope,scanningelectronmicroscope(SEM),fouriertransforminfraredspectroscopy,UV-visspectroscopy,Ramanspectroscopy,andhighresistancemeter,respectively.Themainresultsofthisthesisarelistedbelow:(1)Inin-situprocess,grapheneismixedw
8、ithDASTduringtheDASTsynthesis.Theproductsarecharacterizedbyelementalanalysisandfouriertransforminfraredspectroscopy,bothofwh
