面向柔性電路製備的石墨烯飛秒雷射微納加工基礎研究

《面向柔性電路製備的石墨烯飛秒雷射微納加工基礎研究》是依託吉林大學，由張永來擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：面向柔性電路製備的石墨烯飛秒雷射微納加工基礎研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張永來
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

柔性顯示對有源驅動器件提出了柔說員芝性化需求，有機半導體是目前製備柔性驅動電路的主要材料，但它存在著遷移率低和穩定享享鍵性差兩個主要問題。石墨烯的出現剛好可以彌補上述宙腳不足,為柔性電路製備提供了新思路。然而，石墨烯直接合成難度大、產量低。與此相比，石墨烯氧化物可以大量廉價製備但需要還原後才能變成石墨烯。常規的化學與高溫等還原方法與器件製備工藝不兼容，嚴重地限制了石墨烯器件的研製。本項目在申請者首次發現石墨諒熱循烯易於被飛秒雷射還原這一現象的基礎上，通過第一性原乃凳習酷理計算與超快光譜技術相結合，研究飛秒雷射誘導石墨烯光還原的固相反應機理，澄清氧含量影響石墨烯導電特性（絕緣體、半導體、金屬）的細緻物理機制，探索飛秒雷射調變石墨烯的能帶結構與帶隙的關鍵技術；利用飛秒雷射直寫製備原理性柔性石墨烯驅動電路，獲得自主智慧財產權，為石墨烯柔性驅動電路的製備奠定堅實的技術基礎，為我國信息技術的進步作出應有的貢獻。

結題摘要

近年來，柔性顯示技術的迅猛發展對有源驅動器件提出了柔性的需求。面向柔性場效應管所採用的有機半導體材料普遍存在的遷移率低和穩定性差兩個主要問題，本項目提出利用石墨烯材料作為柔性驅動技術的核心材料，彌補有機半導體材料在遷移率和穩定性方面的缺點；採用飛秒雷射加工技術，克服石墨烯氧化物還原技術與器件製備技術不兼容，石墨烯帶隙調控等難題；進而面向開發石墨烯柔性驅動電路的新方法。項目圍繞石墨烯氧化物能帶結構的理論研究；飛秒雷射還原石墨烯氧化物的物理過程；石墨烯氧化物能帶調控及石墨烯柔性器件製備等幾方面內容系統地展開研究。成功地製備了石墨烯氧化物薄膜；通過第一性原理定量地揭示了石墨烯氧化物氧含量與其能帶結構的依賴關係；利用自行搭建的飛秒雷射加工系統，圖案化可控還原石墨烯氧化物，實現了對其帶隙的有效調控，並成功地製備了石墨烯場效應電晶體，開關比56；通過雷射輔助氮原子摻雜，實現了n型的石墨烯場效應電晶體。雷射加工石墨烯氧化物的研究工作不僅簡化石墨烯場效應器件的製作工藝，還可以實現對石墨烯能帶結構的有效調控。該項目的研究結果對旬酷辣店於石墨烯材料在柔性驅動電路中的應擊她茅用具有很大的科研價值與現實意義。