CN110408908B - 一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜、制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本公开属于透明导电隔热薄膜技术领域，具体涉及一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜、制备方法及应用。发明人认为，得到一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜有望得到一种具有良好光学和电学性能的材料。为了实现该目的，本公开对复合薄膜的制备方法进行了研究，提供了一种可制备优良性能复合薄膜的制备方法，该方法简便易行，并且可以通过参数的改变获取不同能性能的复合薄膜。该方法得到的复合薄膜，具有良好的光学性能，对于入射光线具有一定的选择性，可用于隔热玻璃等产品的制备。另外，该复合薄膜的电阻相比原料实现了显著的降低，将该复合薄膜应用于玻璃基地上，可以显著改善玻璃基底不能导电的技术问题，应用于相关电子元器件的制备具有重要的意义。

Description

一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜、制备方法及应用
技术领域
本公开属于透明导电隔热薄膜技术领域，具体涉及一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜，该复合薄膜的制备方法以及在光学器件及电学器件中的应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
石墨烯(GN)具有极高的电子迁移率，但其电子传输性质易受到基底、表面吸附杂质及层数等因素的影响。另外，石墨烯还具有优良的力学性能和热导性能。常用的石墨烯制备方法包括机械剥离法、氧化还原法、外延生长法及化学气相沉积(CVD)法，其中，CVD方法制备的GN由于质量好、面积大被称为最有前途的方法。
六硼化镧(LaB6)通常被称为陶瓷材料，具有较高的熔点、不易挥发，在高温下也可以保持良好的硬度。纳米尺度的LaB6在近红外范围内表现出局部表面等离子体共振效应(LSPR)，对可见光区域的高透过率和近红外区域的低透过率使LaB6可作为透明隔热材料而得到使用。另外，LaB6具有与金属相似的电学性质，并且化学性质稳定，可以暴露在大气中长久保存。LaB6制备工艺较为简单，目前较为成熟的制备技术包括化学气相沉积(CVD)法、脉冲激光沉积(PLD)法、电子束蒸发(EBE)法、真空蒸发法及直流磁控溅射法等。
随着透明导电隔热薄膜的不断发展，人们对于薄膜材料的性质要求也越来越高，GN/LaB6复合薄膜其透光效果好，单层GN可见光范围内的透过率可达97％，另外二者都是导电性很好的材料，复合后更极大地增加了其导电能力，而且LaB6对于红外波段可吸收的波长范围更广，隔热效果更好，而在可见光范围内吸收率大大降低，可放到玻璃夹层中使用，有望在光学器件领域大放异彩。相关研究表明，GN/LaB6复合薄膜是作为场发射阴极的理想材料，可用于真空电子器件、高能加速器对于场发射的阴极。LaB6/PVB薄膜具有良好的光学性能，汤洪波的研究中进一步提供了一种六硼化镧、氧化石墨烯共混制备的PVB透明隔热薄膜，氧化石墨烯的引入增强了该隔热薄膜的机械性能，对于该所述薄膜的热稳定性相比纯PVB薄膜有一定程度的提高。
发明内容
基于上述研究背景，发明人认为，提供一种性能优良的GN/LaB6复合薄膜在光学器件及电子器件领域都具有重要的意义。为了实现该技术效果，本公开对GN/LaB6复合薄膜的制备工艺展开了研究，提供了一种GN/LaB6复合薄膜的制备方法，研究表明本公开提供的复合薄膜具有良好的形貌，具有良好的光学及电学性能，应用于隔热玻璃等环保材料、电子元器件等具有重要的意义。
为了实现上述技术效果，本公开提供以下技术方案：
本公开第一方面，提供了一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜，所述复合薄膜采用硅或石英玻璃为基底，基底表面具有石墨烯/六硼化镧复合薄膜。
相比背景技术中汤洪波的研究，本公开提供的是一种石墨烯与六硼化镧形成的复合薄膜，不采用高分子聚合物作为成膜基质，而是提供了一种可附着在玻璃基底表面具有优良性能的复合薄膜。
本公开第二方面，提供了一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜的制备方法，通过气相沉积法在金属衬底上沉积得到石墨烯，将石墨烯转移到硅或石英玻璃基底上，通过磁控溅射在基底上获得GN/LaB6复合薄膜。
优选的，所述金属衬底为Cu衬底。
采用Cu作为衬底，Cu是高温裂解碳源的良好的催化剂，有助于石墨烯的生长。
优选的，所述气相沉积法具体步骤如下：将管式炉内抽真空处理，通入氢气(H2)和氩气(Ar)，升温至1000～1200℃后保温一段时间，通入甲烷(CH4)、关闭氩气，待石墨烯生长完成后，随炉冷却至室温。
进一步优选的，所述氢气和氩气的流量比为H2：Ar＝10～30:900～1100(sccm).
进一步优选的，所述升温采取阶段性升温方式。
进一步优选的，通入甲烷时间为10～20min。
进一步优选的，所述CH4和H2的流量比为3～5:18～22(sccm)。
进一步优选的，随炉冷却至室温后，继续通一段时间氩气，使炉内压强接近大气压。
在一些具体的实施例中，炉子升温至1050℃保温一小时。经过在1050℃保温一小时后的Cu箔会获得更多的能量，晶面也会发生转变，变成更有利于碳原子沉积的(200)晶面，因此成长出的GN更为理想，缺陷较少。
优选的，所述石墨烯转移采用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯，polymethylmethacrylate)辅助法；进一步的，采用PMMA的氯代苯溶液将金属衬底上的石墨烯转移至基底上。
优选的，所述磁控溅射的功率为40～55W；或溅射时间为4～5min。
在一些具体的实施例中，所述磁控溅射的功率为40～45W，本公开以42W为例进行研究，结果表明，采用上述功率进行制备的复合薄膜具有良好的连续性，LaB6颗粒可达到纳米尺寸，有良好而对光学性能及电学性能。
优选的，所述磁控溅射完成后还包括热处理步骤；进一步的，所述热处理温度为550～650℃并保温0.5～1.5h。
本公开第三方面，提供一种隔热玻璃，所述隔热导电玻璃中具有第一方面所述石墨烯/六硼化镧复合薄膜。
本公开研究表明，该复合薄膜对于入射光线具有选择性吸收作用，可见光范围内具有良好的透射性，与其它波长范围内的入射光相比，透射比最大差值达到25％。该复合薄膜应用于隔热玻璃，对于可见光的影响较小，而对于其他波段的光具有一定程度的阻隔作用，可实现室内外温度的调节，具有环保意义。
本公开第四方面，提供一种电子器件，所述电子器件中具有第一方面所述石墨烯/六硼化镧复合薄膜。
经本公开研究表明，本公开方法制备的复合薄膜相比纯石墨烯(1265.5Ω/□)及纯六硼化镧(4534Ω/□)薄膜显著的降低，42W溅射功率制备的复合薄膜面电阻为108.5Ω/□，最低可达到90Ω/□；52W溅射功率制备的复合薄膜面电阻为68.25Ω/□，良好的解决了玻璃基底不导电的问题，使得该薄膜能够应用于电子器件领域。
本公开第五方面，提供第一方面所述石墨烯/六硼化镧复合薄膜在制备光学元件/电学元件中的应用。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1.石墨烯具有良好的力学性能、热导性能，六硼化镧具有光选择性，二者的化学性能稳定。本公开提供了一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜及制备方法，该制备方法采用常规设备即可完成，简便易行，本领域技术人员还可以通过调整参数获取不同性能的复合薄膜。
2.本公开提供的石墨烯/六硼化镧复合薄膜具有良好的光学性能，对于入射光线具有选择性的吸收作用，并且该薄膜对可见光部分基本无影响。基于该效果，将复合薄膜应用于隔热玻璃、建筑玻璃幕墙等，有望通过该薄膜的选择性吸收调节室内外温度，节约能源，具有环保意义。
3.该复合薄膜还具有良好的导电性，改善了玻璃基底无法导电的技术缺陷。并且，通过调整基底、溅射参数等条件，还可以得到具有不同效果的复合薄膜，为实际应用提供了更多的选择，具有良好的推广意义。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为实施例4中Si基石墨烯拉曼光谱图；
图2为实施例4中GN/LaB6复合薄膜SEM图像；
其中，图2(a)为Si基上GN/LaB6复合薄膜SEM图像；图2(b)为石英玻璃基上GN/LaB6复合薄膜SEM图像。
图3为实施例4中GN/LaB6表征结果图；
其中，图3(a)为Si上GN/LaB6复合薄膜断裂处SEM图像；图3(b)为面扫描EDS图谱；图3(c)为O原子分布图；图3(d)为Si原子分布图；图3(e)为B原子分布图；图3(f)为La原子分布图。
图4为实施例4中石英玻璃基上不同功率磁控溅射后复合薄膜的SEM图像；
其中，图4(a)为42W磁控溅射后复合薄膜的SEM图像；图4(b)为52W磁控溅射后复合薄膜的SEM图像。
图5为实施例4中不同功率复合薄膜光学性能检测结果图；
其中，图5(a)为溅射功率为42W和52W复合薄膜的透射比；图5(b)为溅射功率为42W和52W复合薄膜的吸光度。
图6为实施例4中不同溅射时间薄膜的SEM图像；
其中，图6(a)为Si基底上溅射功率52W，溅射时间为4min薄膜的SEM图像；图6(b)为Si基底上溅射功率52W，溅射时间为5min薄膜的SEM图像。
图7为实施例4中Si基底上溅射时间为4min、溅射功率为62W的薄膜FESEM图像；
图8为实施例4中不同溅射时间下薄膜光学性能检测结果图；
其中，图8(a)为不同溅射时间下薄膜的透射比；图8(b)为不同溅射时间下薄膜的吸光度。
图9为实施例4中有无退火处理的复合薄膜SEM图像；
其中，图9(a)为600℃退火处理，保温1h的复合薄膜SEM图像；图9(b)为未退火的复合薄膜SEM图像。
图10为实施例4中不同热处理条件下薄膜的光学性能检测结果图；
其中，图10(a)为不同热处理条件下的薄膜的透射比；图10(b)为不同热处理条件下薄膜的吸光度。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，石墨烯和六硼化镧具有优良的性能，发明人认为，得到一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜有望得到一种具有良好光学和电学性能的材料。为了实现该目的，本公开对复合薄膜的制备方法进行了研究，提供了一种简便易行的制备方法，可制备具有优良光学和电学性能的复合薄膜。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本公开的技术方案。
实施例1
(1)用CVD法制备石墨烯：以Cu作为金属催化剂衬底，生长前炉内温度设定为1050℃，并预热60min，生长温度也为1050℃，通入甲烷，气体比例为CH4:H2＝4:20，持续通入15min。通过PMMA辅助法转移GN。
(2)采用Si作为衬底，将制备好的GN转移至Si片表面。通过磁控溅射的方式，采用42W功率将LaB6粉末溅射至GN薄膜表面，获得复合薄膜。
实施例2
(1)用CVD法制备石墨烯：以Cu作为金属催化剂衬底，生长前炉内温度设定为1000℃，并预热50min，生长温度也为1000℃，通入甲烷，气体比例为CH4:H2＝3:18，持续通入10min。通过PMMA辅助法转移GN。
(2)采用Si作为衬底，将制备好的GN转移至Si片表面。通过磁控溅射的方式，采用52W功率将LaB6粉末溅射至GN薄膜表面，获得复合薄膜。
实施例3
(1)用CVD法制备石墨烯：以Cu作为金属催化剂衬底，生长前炉内温度设定为1060℃，并预热65min，生长温度也为1060℃，通入甲烷，气体比例为CH4:H2＝5:22，持续通入20min。通过PMMA辅助法转移GN。
(2)采用石英玻璃作为衬底，将制备好的GN转移至石英玻璃片表面。通过磁控溅射的方式，采用40W功率将LaB6粉末溅射至GN薄膜表面，获得复合薄膜。
实施例4
1.CVD法制备石墨烯工艺
1.1 Cu衬底制备石墨烯
清洗Cu箔，将Cu箔分别泡在无水乙醇和去离子水中用超声仪清洗20min和15min；将清洗后的Cu箔放到石墨纸上置于管式炉中部。正式生长石墨烯的过程包括：抽真空，通入H2、Ar，反应室加热，保温一段时间，通CH4至生长结束。具体步骤如下：
(1)打开管式和真空泵开关，开始抽真空，在真空度达到最低示数时继续抽10分钟后停止。
预设管式炉升温程序，采用分段加热的方式，参数设置如表1所示。经过在1050℃保温一小时后的Cu箔会获得更多的能量，晶面也会发生转变，变成更有利于碳原子沉积的(200)晶面，因此成长出的GN更为理想，缺陷较少。
表1管式炉升温参数
Figure BDA0002151235520000071
(2)进入通气阶段，打开H2、Ar阀门，控制流量计，使二者的流量比H2：Ar＝20:100(sccm)。同时运行加热程序，让管式炉开始升温和保温。
(3)保温结束后，通入15分钟CH4，关闭Ar阀门，石墨烯开始生长。调节流量计，使CH4和H2的流量比为4:20(sccm)。然后关闭甲烷阀门，通入Ar，控制H2与Ar的流量比仍是20:100(sccm)。
生长过程结束后，随炉冷却至室温。持续通入Ar三到五分钟，使炉内的压强与大气接近，然后关闭Ar阀门，获取沉积好的GN。
1.2 PMMA辅助法转移石墨烯
本实施例中称量了0.92g PMMA粉末，溶解在20mL氯代苯溶液中。将Cu固定在玻璃台上，转速为800r/min旋转样品台，吸取PMMA溶液滴加至Cu箔上，每片Cu箔滴12～15滴，控制滴加速率使PMMA溶液覆盖均匀。30s后，调节转速为1300n/min，继续旋转60s，使整个铜箔上均匀覆盖PMMA溶液。
涂胶完成后取下样品，放到干燥台上，温度设定为80℃，烘干15min。配制一定量的0.8mol/L的氯化铁溶液，并加入少量稀盐酸来抑制氯化铁水解。待PMMA溶液干燥成型后，将样品带有PMMA的面朝上漂浮在氯化铁溶液液面上，静置24h，将Cu完全腐蚀掉，然后用载玻片捞取PMMA/GN薄膜，采用去离子水清洗残留在样品上的氯化铁溶液，重复操作5次。
用清洁的Si片和石英玻璃基片捞取PMMA/GN薄膜，放在丙酮溶液中浸泡24h以去除表面的PMMA，再用镊子将样品捞出，用无水乙醇冲洗，静置在玻璃皿中晾干，得到Si基和玻璃基上的GN薄膜。
1.3 Si基上石墨烯薄膜表征
本实施例中采用拉曼光谱仪测试Si基上的GN，得到的光谱图如图1所示。从图1可以看出，2D和G峰是GN的特征峰，峰值最高，证明Si片上成功转移了GN。
2.磁控溅射六硼化镧
2.1磁控溅射六硼化镧的方法
本实施例中所采用的磁控溅射LaB6薄膜的设备是超高真空磁控溅射与离子束溅射双室联合系统，购于沈阳科学仪器有限公司，型号是FJL560C3。
将基片(即转移好GN的Si片或石英玻璃)固定到样品台上。安装六硼化镧靶材(LaB6粉末热压烧结法制备)，抽真空待腔室内的本底真空度达到6×10-4Pa以下后，进行溅射。设定好Ar的流量，调节闸板阀，来控制腔室内的Ar气压，打开直流溅射功率电源，增大功率至靶材辉光稳定，得到了GN/LaB6复合薄膜。实验参数如表2所示。溅射LaB6时所采用的参数除表2所示的参数外，直流溅射功率为52W，溅射时间为4min，热处理温度为600℃并保温1h。
表2直流磁控溅射LaB6实验参数
Figure BDA0002151235520000081
2.2石墨烯/六硼化镧复合薄膜热处理
为防止GN/LaB6复合薄膜与空气中的氧气等反应，在磁控溅射设备的真空室内进行热处理，并持续通入氩气。GN/LaB6复合薄膜的热处理温度是600℃，保温时间为1h，升温加热采取控温升温方式，升温速率如表3所示。
表3不同温度区间内的升温速率
Figure BDA0002151235520000082
磁控溅射出的原子虽然通过电场加速，获得了一定的能量，沉积在基底上。但是此时原子在基底表面的分布是杂乱的，由于溅射过程中，原子之间会相互碰撞、迁移也会消耗一部分能量，导致大量能量被消耗，无法达到LaB6纳米颗粒所需的高结晶度的能量要求。为了改善基底上沉积原子的杂乱分布并提高其结晶度，对薄膜进行热处理是十分必要的。本实施例研究发现，经过热处理后的LaB6纳米颗粒呈岛状生长，在纳米颗粒表面会产生等离子共振效应，可强烈吸收波长在近红外范围内的入射光，而对可见光的透过几乎无影响，这正符合人们对于透明隔热薄膜的需求，非常具有实用价值。
3.GN/LaB6复合薄膜参数优化研究
3.1基底对GN/LaB6复合薄膜的影响
本实施例对Si基底和石英玻璃基底上沉积GN/LaB6复合薄膜进行了表征。
3.1.1基底对复合薄膜形貌的影响
图2是在Si上和石英玻璃基上GN/LaB6复合薄膜的SEM图像。由图2可以看出，在Si上生长的GN/LaB6复合薄膜较为连续、完整，其上很少有破损或开裂的情况，而石英玻璃基上的GN/LaB6复合薄膜破损较多。
对薄膜开裂处进行了EDS面扫描测试，其结果如图3所示。面扫描结果可知，La原子和B原子的分布较为均匀，没有成堆聚集的现象，说明薄膜的均匀程度也较好。
3.3溅射功率对GN/LaB6复合薄膜的影响
本实施例探究了溅射时间为5min，热处理温度为600℃且保温1h时溅射功率的不同对薄膜的形貌、结构、电学性质及光学性质的影响，其余溅射参数同表2。
3.3.1溅射功率对复合薄膜形貌的影响
图4所示的是直流磁控溅射功率分别为42W和52W时在石英玻璃基上GN/LaB6复合薄膜SEM图像。当溅射功率为42W时，复合薄膜上的分子呈岛状生长，颗粒的尺寸达到纳米级，且薄膜连续均匀，无明显裂缝。
3.3.2溅射功率对复合薄膜光学性能的影响
不同的溅射功率(42W，52W)下在石英玻璃基底上制备GN/LaB6复合薄膜的光学性能测试结果如图5所示。入射光的波长λ的范围为300～1100nm，两个复合薄膜在此波段的入射光均表现出选择性吸收，呈正态分布，在可见光范围内(380nm～780nm)透射比较高，其峰值随溅射功率的增加略微右移，可能是因为薄膜的结晶度不同。与其它波长范围内的入射光相比，透射比最大差值达到25％，这说明GN/LaB6复合薄膜对可见光的透过影响较小。同时，溅射功率为42W的薄膜的选择性吸收效果更好，其吸光度在其它波段与入射光波段内的差值最大，为0.35％，波谷更加明显，说明这种薄膜中LaB6纳米颗粒数量增加了，结晶度更高，等离子共振效应更剧烈。
这种薄膜应用在隔热玻璃中，可以得到极大的应用范围和前景。其节能环保，不需要加入额外的设施，就可以很好的调节室内外的温差，随着全球变暖的趋势，这种隔热玻璃将可以很好的满足人们的需求，同时也符合国家对于节能环保的要求。
3.3.3溅射功率对复合薄膜电学性能的影响
用双电四探针测试仪分别测试了石英玻璃基上纯GN薄膜以及纯LaB6薄膜的面电阻(溅射功率为42W，溅射时间为4min)，其结果如表4、5所示。为探究复合薄膜对电学性能的影响，计算出两个薄膜的平均面电阻分别为1265.5Ω/□(纯GN)和4534Ω/□(纯LaB6)。本实施例还测量了在石英玻璃基上不同溅射功率(42W、52W)的GN/LaB6复合薄膜的面电阻，通过面电阻的大小来分析薄膜导电性的好坏，测量的结果如表6、7所示。通过计算，得出两个薄膜的平均面电阻分别为108.5Ω/□(42W)和405.3Ω/□(52W)。相比于纯GN和纯LaB6薄膜，两个复合薄膜的面电阻都有很大幅度降低，导电性都很好，GN和LaB6两种材料的复合极大地解决了玻璃基底不导电的问题，使得这一薄膜可应用到电子器件领域。溅射功率为42W的薄膜的面电阻更小，最低可达到90Ω/□，其导电性更为优越。
表4石英玻璃基上纯GN薄膜的面电阻
Figure BDA0002151235520000101
表5石英玻璃基上纯LaB6薄膜的面电阻
Figure BDA0002151235520000102
表6溅射功率为42W复合薄膜的面电阻
Figure BDA0002151235520000111
(玻璃基，基片室温，氩气气压1.5Pa,偏压-100,流量30sccm,溅射时间5min,功率42w，热处理600度1h)
表7溅射功率为52W复合薄膜的面电阻
Figure BDA0002151235520000112
(玻璃基，基片室温，氩气气压1.5Pa,偏压-100,流量30sccm,溅射时间5min,功率52w，热处理600度1h)
3.4溅射时间对GN/LaB6复合薄膜的影响
溅射时间不同会影响到溅射原子的数量，因此形成的结构不同，薄膜的形貌、厚度也不同，这些都决定了薄膜的物理性质和化学性质，因此研究溅射时间是十分有意义的。本实施例主要的溅射参数有：氩气流量为30sccm，氩气气压为1.5Pa，基片偏压为-100V，溅射温度为室温，热处理温度为600℃，保温时间1h，控制溅射时间分别为4min和5min。
3.4.1溅射时间对复合薄膜形貌的影响
选用Si基底，溅射功率为52W，溅射时间分别为4min和5min的复合薄膜用SEM观察形貌，如图6所示。从图中可以看出，溅射时间为4min时，薄膜仅出现起层的情况，用FESEM继续放大倍数观察，如图7所示，可以观察到有很多鼓起的岛状生长的LaB6小颗粒，这些颗粒在纳米级尺度，分布均匀，很少有聚集的现象。溅射时间为5min时，部分薄膜已经脱落，下面的基底已经显露出来，部分LaB6颗粒已经变成层状生长。
3.4.2溅射时间对复合薄膜光学性能的影响
要探究溅射时间对复合薄膜光学性能的影响，需要选用透明基底才能进行光学测试，因此实施例选用的测试样品是基底为石英玻璃，溅射功率为52W，溅射时间分别为4min和5min的样品，测试了在入射光波长为300nm～1100nm的条件下复合薄膜的透射比和吸光度，测试结果如图8所示。从图中可以看出，两个样品在近红外和可见光波段内透射比的差值，也就是薄膜的选择透过性很接近，这说明二者的LaB6颗粒都达到了纳米级别，光线的大部分能量也都集中在近红外区，因此二者均可以很好的隔绝热量。溅射时间为4min的薄膜的选择吸收性更好，其在可见光范围内的吸光度与其他波段的吸光度相比差距较大。值得注意的是，溅射时间为5min的样品在可见光范围内透射比较高。
3.4.3溅射时间对复合薄膜电学性能的影响
表8、9列出了溅射时间为4min和5min的GN/LaB6复合薄膜测得的面电阻的数值。通过计算得出溅射时间为4min的样品面电阻平均值为68.25Ω/□，而溅射时间为5min的样品的面电阻平均值为405.25Ω/□，说明前者的连续性较好，导电性更好。
表8溅射时间为4min复合薄膜的面电阻
Figure BDA0002151235520000121
(玻璃基，基片室温，氩气气压1.5Pa,偏压-100,流量30sccm,溅射时间4min,功率52w，热处理600度1h)
表9溅射时间为5min复合薄膜的面电阻
Figure BDA0002151235520000122
(玻璃基，基片室温，氩气气压1.5Pa,偏压-100,流量30sccm,溅射时间5min,功率52w，热处理600度1h)
3.5热处理对GN/LaB6复合薄膜的影响
本实施例采取在Ar气氛保护下进行热处理，退火温度600℃，保温1h，溅射功率为42W，溅射时间为5min，其余溅射参数同表2，与未进行退火处理的样品进行比较。从它们的SEM图像(图9)中可以看出，图9(b)未退火的复合薄膜明显纳米LaB6颗粒的数量要小于经过退火处理的，而且出现尺寸分布不均匀、LaB6大块聚集的现象，说明薄膜的结晶度不好，因此一定程度的热处理对于薄膜质量的提高还是非常有必要的。
从图10可以看出，未热处理的复合薄膜的光学性能测试图像上没有出现明显的峰值。由于未进行热处理，薄膜的La原子和B原子的分布较为杂乱，因此无法形成结晶性较好的纳米颗粒，也就无法产生等离子共振现象，对入射光线无法选择性吸收，也就无法起到透明隔热的作用。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种石墨烯/六硼化镧复合薄膜，其特征在于，所述复合薄膜采用硅或石英玻璃为基底，基底表面具有石墨烯/六硼化镧复合薄膜；
所述石墨烯/六硼化镧复合薄膜的制备方法为：通过气相沉积法在铜衬底上沉积得到石墨烯，将石墨烯转移到硅或石英玻璃基底上，通过磁控溅射在基底上获得GN/LaB6复合薄膜；
所述气相沉积具体步骤如下：将管式炉内抽真空处理，通入氢气和氩气，升温至1000～1200℃后保温一段时间，通入甲烷、关闭氩气，待石墨烯生长完成后，随炉冷却至室温；所述氢气和氩气的流量比为H2：Ar＝10～30:900～1100；所述升温采取阶段性升温方式；通入甲烷时间为10～20min；所述甲烷和氢气的流量比为4:20；
所述磁控溅射的功率为42W，时间为4min，所述磁控溅射完成后还包括热处理步骤，所述热处理为600℃下保温1h。
2.如权利要求1所述石墨烯/六硼化镧复合薄膜，其特征在于，随炉冷却至室温后，继续通一段时间氩气，使炉内压强接近大气压。
3.如权利要求1所述石墨烯/六硼化镧复合薄膜，其特征在于，所述石墨烯转移采用PMMA辅助法。
4.如权利要求3所述石墨烯/六硼化镧复合薄膜，其特征在于，采用PMMA的氯代苯溶液将铜衬底上的石墨烯转移至基底上。
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