一种石墨烯基复合材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术适用于石墨烯材料技术领域，提供了一种石墨烯基复合材料的制备方法，包括以下步骤：提供硅纳米孔柱阵列；在硅纳米孔柱阵列上沉积催化剂镍纳米晶；以沉积有镍纳米晶的硅纳米孔柱阵列作为基底，以甲烷作为碳源，以氩气和氢气的混合气体作为载气，通过化学气相沉积法得到石墨烯基复合材料，所述复合材料中石墨烯平行基底生长。本发明专利技术通过在硅纳米孔柱阵列上沉积催化剂纳米级金属镍，生长平行于基底的石墨烯纳米片，克服垂直基底的结构不稳定，与石墨烯垂直基底的结构相比，在电子发射过程中极大的增强了发射稳定性，同时石墨烯的横向纳米尺度具有比较高的周长面积比，边沿发射点的数量较多，保证了材料的场发射密度。保证了材料的场发射密度。保证了材料的场发射密度。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯基复合材料及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于石墨烯材料
，尤其涉及一种石墨烯基复合材料及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]碳纳米管因为具有稳定的电子发射、低开启场强和大的正向发射电流密度，被认为是冷阴极制备的优选材料，然而，碳纳米管冷阴极材料的广泛应用仍然受到的一些固有问题的困扰，例如，碳纳米管的管状结构将电子发射限制在顶尖位置，因此对于层状碳纳米管薄膜会表现出不均匀的发射，此外，碳纳米管之间的静电屏蔽不可忽略，因此开发其它碳阴极材料极具科学性和必要性。
[0003]作为替代碳纳米管最有前途的冷阴极材料，近年来石墨烯受到越来越多的关注。与碳纳米管相比，石墨烯具有更高的纵横比（横向尺寸与厚度比）、独特的电学性能、高的透明度、固有的柔性结构和良好的机械性能，比碳纳米管更适合做柔性冷阴极材料，此外，石墨烯的边缘缺陷点可以作为有源场发射点增强石墨烯的电场发射强度，这使得石墨烯在低电压电子隧穿中的应用更优于碳纳米管。
[0004]为了充分利用石墨烯边缘缺陷点的高电子发射特性，现有技术中采用石墨烯垂直于基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供硅纳米孔柱阵列；在硅纳米孔柱阵列上沉积催化剂镍纳米晶；以沉积有镍纳米晶的硅纳米孔柱阵列作为基底，以甲烷作为碳源，以氩气和氢气的混合气体作为载气，通过化学气相沉积法得到石墨烯基复合材料，所述复合材料中石墨烯平行基底生长。2.根据权利要求1所述的石墨烯基复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅纳米孔柱阵列采用化学水热腐蚀法制备。3.根据权利要求2所述的石墨烯基复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅纳米孔柱阵列采用化学水热腐蚀法制备的步骤具体包括：利用丙酮去除硅片表面的有机污染物，再进行清洗；将 Fe(NO3)3和HF水溶液构成的腐蚀液放入装有聚四氟乙烯内衬的高压釜中，将硅片夹在聚四氟乙烯固定支架中后放入高压釜，再将高压釜放入加热炉中升温，再经过保温、降温，得到所述硅纳米孔柱阵列。4.根据权利要求3所述的石墨烯基复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅片为重掺杂P型单晶硅，所述掺杂浓度10
17
~10
19
cm
‑3。5.根据权利要求1所述的石墨烯基复合材料的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐召军，唐声权，曾凡光，李晓华，赵雨莹，郭晓琴，陈雷明，卫萌，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：