一种还原同时实现氮掺杂的氧化石墨烯微结构的激光加工方法技术

一种还原同时实现氮掺杂的氧化石墨烯微结构的激光加工方法，属于微纳制造技术领域。其首先在衬底上制备氧化石墨烯薄膜，然后在氧化石墨烯薄膜上制作提供加工气氛的微腔，最后在NH3条件下，利用搭建的激光微纳加工系统对氧化石墨烯进行激光直写加工，获得还原并氮掺杂的氧化石墨烯微结构。本发明专利技术结合激光加工高精度、任意成型等特点，根据软件编辑可设计并获得任意形状的氮掺杂的石墨烯微结构，实现器件的任意集成，并且调节加工氛围、激光加工功率、曝光时间、加工步长可调节还原程度和掺杂浓度，最高掺杂浓度可达10.3%。氮原子的种类（包括石墨化、吡啶化和吡咯化的氮原子）和含量可通过调节激光功率来进行调变。

【技术实现步骤摘要】
—种还原同时实现氮掺杂的氧化石墨烯微结构的激光加工方法
本专利技术属于微纳制造
，具体涉及。
技术介绍
石墨烯是由Sp2杂化碳原子排列形成的具有完美六方点阵结构的二维晶体，它被认为是组成石墨形态材料的基本结构单元。石墨烯中存在长程η共轭电子，使其具有优异的热学、机械和电学性能，因此，石墨烯在纳米电子器件领域具有广阔的应用前景。本征石墨烯是零带隙半导体，这种特殊的能带结构大大限制了石墨烯在微电器件中的应用。因此，精确调控石墨烯的带隙、载流子种类和浓度是实现电子器件制备的前提。掺杂是实现石墨烯电学性质调控的有效手段，但本征石墨烯具有完美的蜂窝状结构，很难实现外来原子的掺杂。因此，在实现原子掺杂之前，在石墨烯中引入缺陷的步骤是必须的。针对这一点，J.R.Gong等人报道首先通过K离子刻蚀，在石墨烯片层上引入缺陷，然后将带有缺陷的石墨烯在NH3条件下退火，实现了有效的N原子掺杂(B.D.Guo, Q.A.Liu, E.D.Chen, H.ff.Zhu, L.A.Fang, J.R.Gong, Nano Lett2010, 10, 4975)。通过化学氧化剥离法制备的氧化石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种还原同时实现氮掺杂的氧化石墨烯微结构的激光加工方法，其步骤如下：1)在衬底上制备氧化石墨烯薄膜；2)在氧化石墨烯薄膜上制作提供加工气氛的微腔；3)在NH3条件下，对氧化石墨烯进行激光直写加工，从而得到还原同时实现氮掺杂的氧化石墨烯微结构。

【技术特征摘要】
1.一种还原同时实现氮掺杂的氧化石墨烯微结构的激光加工方法，其步骤如下: 1)在衬底上制备氧化石墨烯薄膜； 2)在氧化石墨烯薄膜上制作提供加工气氛的微腔； 3)在NH3条件下，对氧化石墨烯进行激光直写加工，从而得到还原同时实现氮掺杂的氧化石墨烯微结构。2.如权利要求1所述的一种还原同时实现氮掺杂的氧化石墨烯微结构的激光加工方法，其特征在于:步骤I)中是将氧化石墨烯配置成浓度为0.1?20mg/mL的悬浊液，在衬底上利用旋涂、滴涂或浸蘸方法制备氧化石墨烯薄膜，厚度为0.3nm?2_。3.如权利要求1所述的一种还原同时实现氮掺杂的氧化石墨烯微结构的激光加工方法，其特征在于:步骤I)中衬底是玻璃、石英、硅、不锈钢、Si02/S1、塑料、纸或生物复合薄膜。4.如权利要求1所述的一种还原同时实现氮掺杂的氧化石墨烯微结构的激光加工方法，其特征在于:步骤2)中的微...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙洪波，郭莉，张永来，陈岐岱，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：