تهيه پوشش نيمه رسانا از نانوورقه هاي گرافن سنتز شده با ليزر

Preparation of Semiconducting Coatings from Laser-synthesized Graphene Nanosheets

بهره گيري از رسانايي بالاي لايه هاي نازك، يكي از مهم ترين اهداف پروژه ها در حوزه كاربرد خواص الكترونيكي مواد گرافن دار مي باشد. نانوورقه هاي گرافن، صفحه هاي موازي متشكل از چندين لايه گرافن با ضخامت كمتر از 100 nm هستند. در اين كار ابتدا مستقيماً نانوورقه هاي گرافن سنتز شده با ليزر با كمك پراكنده ساز تجاري DEKAMOL PES، در يك محيط آبي پراكنده شدند كه نتيجه آن تشكيل سلي پايدار بود. در اين مرحله سل فوق روي لامل پوشش داده شد و رسانايي آنها با دستگاه Kithley I-V meter بررسي گرديد. جهت بررسي ساختاري لايه ها از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي و براي بررسي سل از ميكروسكوپ الكتروني عبوري و پراش اشعه X استفاده شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري نشان داد كه نانوورقه ها نسبتاً خوب پراكنده شده اند و ضخامت آنها كمتر از 5 نانومتر مي باشد. الگوي پراش الكتروني نيز حضور تك بلورهاي گرافني را تاييد نمود. بررسي لايه ها نشان داد كه در شرايط پوشش دهي با استفاده از قطرات با اندازه 3cm1/0 و سرعت پوشش دهي چرخشي بالاتر از rpm400-300، تشكيل لايه يكنواخت رسانا ممكن نيست، درحالي كه با كاهش سرعت، افزايش ميزان اتصالات و البته ضخامت لايه، در ازاي كاهش يكنواختي، مقاومت از حدود 109? به ? 105كاهش مي يابد.

Exploiting the high conductivity of thin films is one of the most important goals of projects in the field of electronic applications of graphene-based materials. Graphene nanosheet is a nanoscale sheet composed of one or more layers of a graphene plane, with a platelet thickness from less than 0.34 to 100 nm. In this work, laser-synthesized graphene nanosheets were directly dispersed in aqueous medium by adding commercial dispersant, DEKAMOL PES, and as a result stable sol was prepared. In this stage sols were coated on coverslips as substrates and their conductivity investigated by Kithley I-V meter. For structural inspection of coating layers, OM and SEM and also for sol investigation TEM and XRD were used. TEM images showed rather proper dispersion of graphene nanosheets with less than 5nm thickness. SADPs confirm the presence of single crystals of graphene nanosheets. Layers investigation indicates that preparation of uniform coating with droplets of 0.1cm3 size and spin coating velocity of more than 300-400 rpm is not possible while with velocity decrease and subsequent increasing in bondings of conducting regions which were accompanied with layer thickness increase and also uniformity decrease, resistance reduces dramatically from 109? to 105?.