书籍详情
石墨烯薄膜与柔性光电器件（精）
作者：史浩飞 著
出版社：华东理工大学出版社
出版时间：2021-06-01
ISBN：9787562863458
定价：¥298.00
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内容简介
全书共八章， 依次介绍了石墨烯薄膜的生长、转移、改性、图案化技术及其应用。 本书在内容上阐明了基本概念、原理， 并介绍了较新的国内外研究进展与成果。 具体包括化学气相沉积法制备石墨烯薄膜， 石墨烯薄膜基底刻蚀转移法、 直接剥离转移法， 石墨烯的功函数、导电性能及能带的调控方法， 石墨烯的“自上而下”间接图案化制备方法与“自下而上”直接图案化制备方法， 以及石墨烯薄膜在有机发光二极管领域、太阳能电池领域、柔性触控和电子纸中的应用等。 本书适用于从事石墨烯薄膜材料制备、性能调控、 应用研究， 特别是柔性光电器件领域研究工作的工程技术人员， 以及科研院所和大中专高校相关专业的学生和科研人员。
作者简介
史浩飞，中科院重庆绿色智能技术研究院微纳制造与系统集成研究中心副主任。先后主持国家863项目、国家自然科学基金、重庆市科技攻关计划等科研项目10余项，发表高水平学术论文30余篇，申请国家发明专利100余项。带领团队实现了我国首片15英寸单层石墨烯，并制备出7英寸石墨烯柔性触摸屏。因在石墨烯产业化领域的开创性工作，入选科技部中青年科技创新领军人才。
目录
第 1 章 绪论 001
1.1 石墨烯光电性质概述 003
1.2 石墨烯与柔性透明导电薄膜 004
1.3 石墨烯柔性光电器件 011
1.4 石墨烯应用的技术需求 014
1.5 本书章节安排 016
第 2 章 石墨烯薄膜制备技术 017
2.1 引言 019
2.1.1 石墨烯制备方法概述 019
2.1.2 CVD 法制备石墨烯薄膜 023
2.2 CVD 法制备石墨烯成核热力学过程 027
2.2.1 碳源裂解热力学过程 027
2.2.2 石墨烯成核热力学过程 027
2.3 CVD 法制备石墨烯生长动力学 031
2.3.1 基底对石墨烯生长过程的影响 031
2.3.2 载气对石墨烯生长过程的影响 038
2.3.3 温度对石墨烯生长过程的影响 040
2.4 石墨烯层数控制 042
2.4.1 单层石墨烯制备 042
2.4.2 双层石墨烯制备 045
2.5 单晶石墨烯制备 050
2.5.1 单核石墨烯生长方法 051
2.5.2 多核石墨烯生长方法 059
2.6 低温制备石墨烯 066
2.6.1 低分解温度的碳源制备石墨烯 066
2.6.2 能量辅助低温制备石墨烯 072
2.7 非催化基底生长石墨烯 073
2.7.1 绝缘基底 金属辅助层生长石墨烯 074
2.7.2 绝缘基底上直接生长石墨烯 075
2.8 本章小结 077
第 3 章 石墨烯薄膜转移技术 079
3.1 引言 081
3.2 石墨烯薄膜基底刻蚀转移法 081
3.2.1 聚合物过渡转移法 081
3.2.2 复合结构聚合物转移法 100
3.2.3 非聚合物过渡转移法 101
3.2.4 热释放胶带法 105
3.2.5 一步式直接刻蚀转移法 106
3.3 石墨烯薄膜直接剥离转移法 111
3.3.1 电化学鼓泡剥离法 111
3.3.2 石墨烯干法直接剥离工艺 119
3.3.3 SiC 外延法石墨烯的转移 123
3.4 石墨烯薄膜的自动化转移装置 126
3.4.1 片式石墨烯薄膜转移装置 126
3.4.2 卷式石墨烯薄膜转移装置 126
3.5 本章小结 133
第 4 章 石墨烯薄膜性能调控方法 135
4.1 引言 137
4.2 石墨烯功函数调控 138
4.2.1 化学改性功函数调控 139
4.2.2 其他功函数调控方法 149
4.3 石墨烯导电性能调控 151
4.3.1 化学改性导电性能调控 152
4.3.2 石墨烯与金属纳米结构复合 159
4.3.3 石墨烯与导电高分子复合 160
4.4 石墨烯能带调控 161
4.4.1 量子限域效应 162
4.4.2 化学改性能带调控 165
4.4.3 其他能带调控方法 171
4.5 石墨烯其他性能调控 173
4.5.1 表面黏附性能 173
4.5.2 亲疏水性能 174
4.5.3 透过率 175
4.6 本章小结 177
第 5 章 石墨烯薄膜图案化工艺 179
5.1 掩模刻蚀技术实现石墨烯图案化 181
5.1.1 光学曝光技术 181
5.1.2 电子束曝光技术 185
5.1.3 纳米压印技术 190
5.1.4 新型掩模技术 192
5.2 直接切割法制备石墨烯图案 200
5.2.1 聚焦离子束刻蚀技术 200
5.2.2 激光切割加工技术 203
5.2.3 化学催化法切割技术 205
5.3 石墨烯的“自下而上”直接图案化制备 207
5.3.1 基于图案化基底原位外延石墨烯薄膜 208
5.3.2 基于种子诱导法的石墨烯图案化 211
5.3.3 基于图案化碳源的石墨烯制备 212
5.3.4 激光诱导石墨烯图案化技术 215
5.4 本章小结 217
第 6 章 石墨烯薄膜在 OLED 领域的应用 219
6.1 引言 221
6.2 OLED 的工作原理、结构和性能参数 221
6.2.1 OLED 的工作原理 221
6.2.2 OLED 的结构 222
6.2.3 OLED 的性能参数 223
6.3 石墨烯作为 OLED 阳极 225
6.3.1 石墨烯阳极的电学性能调控 225
6.3.2 石墨烯阳极的光提取方法 242
6.4 石墨烯作为 OLED 阴极 246
6.4.1 石墨烯作为底阴极 246
6.4.2 石墨烯作为顶阴极 248
6.5 石墨烯薄膜用于 OLED 封装 250
6.5.1 石墨烯薄膜的阻隔性能 250
6.5.2 传统 OLED 的封装方法 252
6.5.3 复合封装结构 253
6.5.4 层压封装技术 255
6.6 本章小结 258
第 7 章 石墨烯薄膜在太阳能电池领域的应用 259
7.1 石墨烯 硅异质结太阳能电池 261
7.1.1 石墨烯 硅基太阳能电池的结构和工作原理 262
7.1.2 石墨烯 硅基太阳能电池的优化 263
7.2 石墨烯薄膜透明电极在有机/聚合物太阳能电池中的应用 273
7.2.1 有机/聚合物太阳能电池简介 273
7.2.2 石墨烯薄膜透明电极的优化 275
7.2.3 基于石墨烯透明电极的柔性有机/聚合物太阳能电池 280
7.3 石墨烯薄膜透明电极在钙钛矿太阳能电池中的应用 284
7.3.1 钙钛矿太阳能电池的快速发展 284
7.3.2 石墨烯薄膜在钙钛矿太阳能电池中的研究 285
7.4 本章小结 289
第 8 章 石墨烯薄膜在柔性电子纸和触控器件中的应用 291
8.1 引言 293
8.2 石墨烯柔性电子纸 293
8.2.1 电子纸概念、显示原理及分类 293
8.2.2 石墨烯柔性电子纸器件结构 297
8.2.3 柔性电子纸中石墨烯透明电极的力学性能 297
8.2.4 石墨烯柔性电子纸的制备 312
8.3 石墨烯柔性触控器件 314
8.3.1 石墨烯触控器件的分类及功能原理 314
8.3.2 石墨烯薄膜批量图案化工艺 319
8.3.3 石墨烯柔性触控器件性能 321
8.4 本章小结 325
参考文献 326
索引 348
1.1 石墨烯光电性质概述 003
1.2 石墨烯与柔性透明导电薄膜 004
1.3 石墨烯柔性光电器件 011
1.4 石墨烯应用的技术需求 014
1.5 本书章节安排 016
第 2 章 石墨烯薄膜制备技术 017
2.1 引言 019
2.1.1 石墨烯制备方法概述 019
2.1.2 CVD 法制备石墨烯薄膜 023
2.2 CVD 法制备石墨烯成核热力学过程 027
2.2.1 碳源裂解热力学过程 027
2.2.2 石墨烯成核热力学过程 027
2.3 CVD 法制备石墨烯生长动力学 031
2.3.1 基底对石墨烯生长过程的影响 031
2.3.2 载气对石墨烯生长过程的影响 038
2.3.3 温度对石墨烯生长过程的影响 040
2.4 石墨烯层数控制 042
2.4.1 单层石墨烯制备 042
2.4.2 双层石墨烯制备 045
2.5 单晶石墨烯制备 050
2.5.1 单核石墨烯生长方法 051
2.5.2 多核石墨烯生长方法 059
2.6 低温制备石墨烯 066
2.6.1 低分解温度的碳源制备石墨烯 066
2.6.2 能量辅助低温制备石墨烯 072
2.7 非催化基底生长石墨烯 073
2.7.1 绝缘基底 金属辅助层生长石墨烯 074
2.7.2 绝缘基底上直接生长石墨烯 075
2.8 本章小结 077
第 3 章 石墨烯薄膜转移技术 079
3.1 引言 081
3.2 石墨烯薄膜基底刻蚀转移法 081
3.2.1 聚合物过渡转移法 081
3.2.2 复合结构聚合物转移法 100
3.2.3 非聚合物过渡转移法 101
3.2.4 热释放胶带法 105
3.2.5 一步式直接刻蚀转移法 106
3.3 石墨烯薄膜直接剥离转移法 111
3.3.1 电化学鼓泡剥离法 111
3.3.2 石墨烯干法直接剥离工艺 119
3.3.3 SiC 外延法石墨烯的转移 123
3.4 石墨烯薄膜的自动化转移装置 126
3.4.1 片式石墨烯薄膜转移装置 126
3.4.2 卷式石墨烯薄膜转移装置 126
3.5 本章小结 133
第 4 章 石墨烯薄膜性能调控方法 135
4.1 引言 137
4.2 石墨烯功函数调控 138
4.2.1 化学改性功函数调控 139
4.2.2 其他功函数调控方法 149
4.3 石墨烯导电性能调控 151
4.3.1 化学改性导电性能调控 152
4.3.2 石墨烯与金属纳米结构复合 159
4.3.3 石墨烯与导电高分子复合 160
4.4 石墨烯能带调控 161
4.4.1 量子限域效应 162
4.4.2 化学改性能带调控 165
4.4.3 其他能带调控方法 171
4.5 石墨烯其他性能调控 173
4.5.1 表面黏附性能 173
4.5.2 亲疏水性能 174
4.5.3 透过率 175
4.6 本章小结 177
第 5 章 石墨烯薄膜图案化工艺 179
5.1 掩模刻蚀技术实现石墨烯图案化 181
5.1.1 光学曝光技术 181
5.1.2 电子束曝光技术 185
5.1.3 纳米压印技术 190
5.1.4 新型掩模技术 192
5.2 直接切割法制备石墨烯图案 200
5.2.1 聚焦离子束刻蚀技术 200
5.2.2 激光切割加工技术 203
5.2.3 化学催化法切割技术 205
5.3 石墨烯的“自下而上”直接图案化制备 207
5.3.1 基于图案化基底原位外延石墨烯薄膜 208
5.3.2 基于种子诱导法的石墨烯图案化 211
5.3.3 基于图案化碳源的石墨烯制备 212
5.3.4 激光诱导石墨烯图案化技术 215
5.4 本章小结 217
第 6 章 石墨烯薄膜在 OLED 领域的应用 219
6.1 引言 221
6.2 OLED 的工作原理、结构和性能参数 221
6.2.1 OLED 的工作原理 221
6.2.2 OLED 的结构 222
6.2.3 OLED 的性能参数 223
6.3 石墨烯作为 OLED 阳极 225
6.3.1 石墨烯阳极的电学性能调控 225
6.3.2 石墨烯阳极的光提取方法 242
6.4 石墨烯作为 OLED 阴极 246
6.4.1 石墨烯作为底阴极 246
6.4.2 石墨烯作为顶阴极 248
6.5 石墨烯薄膜用于 OLED 封装 250
6.5.1 石墨烯薄膜的阻隔性能 250
6.5.2 传统 OLED 的封装方法 252
6.5.3 复合封装结构 253
6.5.4 层压封装技术 255
6.6 本章小结 258
第 7 章 石墨烯薄膜在太阳能电池领域的应用 259
7.1 石墨烯 硅异质结太阳能电池 261
7.1.1 石墨烯 硅基太阳能电池的结构和工作原理 262
7.1.2 石墨烯 硅基太阳能电池的优化 263
7.2 石墨烯薄膜透明电极在有机/聚合物太阳能电池中的应用 273
7.2.1 有机/聚合物太阳能电池简介 273
7.2.2 石墨烯薄膜透明电极的优化 275
7.2.3 基于石墨烯透明电极的柔性有机/聚合物太阳能电池 280
7.3 石墨烯薄膜透明电极在钙钛矿太阳能电池中的应用 284
7.3.1 钙钛矿太阳能电池的快速发展 284
7.3.2 石墨烯薄膜在钙钛矿太阳能电池中的研究 285
7.4 本章小结 289
第 8 章 石墨烯薄膜在柔性电子纸和触控器件中的应用 291
8.1 引言 293
8.2 石墨烯柔性电子纸 293
8.2.1 电子纸概念、显示原理及分类 293
8.2.2 石墨烯柔性电子纸器件结构 297
8.2.3 柔性电子纸中石墨烯透明电极的力学性能 297
8.2.4 石墨烯柔性电子纸的制备 312
8.3 石墨烯柔性触控器件 314
8.3.1 石墨烯触控器件的分类及功能原理 314
8.3.2 石墨烯薄膜批量图案化工艺 319
8.3.3 石墨烯柔性触控器件性能 321
8.4 本章小结 325
参考文献 326
索引 348
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