بررسی تاثیر شرایط اکسایش، ضخامت و دما بر هدایت الکتریکی لایه نازک های شفاف بر پایه اکسید گرافن کاهش یافته

لایه نازک های گرافن بدلیل خواص شگفت انگیز خود از جمله هدایت الکتریکی بالا، شفافیت، استحکام مکانیکی و انعطاف پذیری کاربرد زیادی در تجهیزات الکترونیکی مانند سلول های خورشیدی، دیودهای نشر نور، پنجره های هوشمند و صفحات لمسی هوشمند پیدا کرده اند. در این مقاله روش هامرز برای تولید گرافن مورد استفاده قرار گرفت. این روش شامل اکسیداسیون گرافیت به اکسید گرافن و سپس احیای آن به اکسید گرافن کاهش یافته (گرافن) می باشد. تاثیر پارامترهای سنتز از جمله نسبت اکسیدانت به پودر گرافیت، دما و زمان واکنش اکسیداسیون بر نوع گروه های عاملی موجود در ساختار اکسید گرافن، ابعاد صفحات، مقاومت و هدایت الکتریکی آنها بررسی شد. نتایج نشان داد با افزایش مقدار اکسیدانت، افزایش دما و افزایش زمان سایز صفحات اکسید گرافن کاهش می یابد. این امر باعث افزایش مقاومت اتصال بین صفحات و کاهش هدایت الکتریکی از 4- 10× 56/4 به S/cm4- 10 × 23/1 می گردد. لایه نازک های اکسید گرافن کاهش یافته بعد از قرارگیری در معرض بخار HI حاصل شدند. تاثیر پارامترهایی چون ضخامت لایه ها و دمای پخت بر شفافیت و مقاومت سطحی لایه ها بررسی شد. افزایش چهار برابری ضخامت لایه ها با تغییر در تعداد دفعات لایه نشانی باعث کاهش شفافیت آنها وکاهش مقاومت سطحی آنها گردید. بنابراین برای بکار بردن اکسید گرافن کاهش یافته بعنوان لایه نازک هادی و شفاف در تجهیزات الکترونیکی، همواره بایستی شرایط اکسایش، شفافیت و ضخامت لایه ها بعنوان عوامل کلیدی به منظور دست یابی به بیشینه ی هدایت الکتریکی و شفافیت درنظر گرفته شود.