[发明专利]基于石墨烯的透明导电电极及其制法与应用

权利要求书

1.基于石墨烯的透明导电电极，其特征在于：所述透明导电电极为石墨烯薄膜，该石墨烯薄膜固化结合于LED或紫外光探测器的GaN基片表面。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的透明导电电极，其特征在于：所述石墨烯薄膜为单层石墨烯、2层～50层的复合石墨烯或两者混合组成的薄膜，且该石墨烯薄膜的厚度尺寸介于10nm～600μm。

3.权利要求1所述基于石墨烯的透明导电电极的制法，其特征在于包括步骤：

I、采用化学气相沉积法或还原氧化石墨的方式制备石墨烯薄膜；

II、将石墨烯薄膜采用聚合或薄膜真空抽滤中的一种方法热压迁移到LED或紫外光探测器的GaN基片表面，并退火处理；

III、对石墨烯薄膜和GaN基片进行紫外光刻、蚀刻，并电子束蒸发沉积形成透明导电电极。

4.根据权利要求3所述的基于石墨烯的透明导电电极的制法，其特征在于：步骤I中采用化学气相沉积法制备石墨烯薄膜，其制备条件包括：所采用碳源为甲醇、乙醇、乙炔、甲烷或这些气体的混合气体；所采用金属薄膜催化剂为50nm～1000μm厚的镍、铁、铜、钴、钌或铂金属；且石墨烯薄膜的化学气相沉积生长环境为：常压或负压下700℃～1100℃。

5.根据权利要求4所述的基于石墨烯的透明导电电极的制法，其特征在于：步骤I中采用化学气相沉积法制备石墨烯薄膜，所述石墨烯生长于紫外光照射的环境下。

6.根据权利要求3所述的基于石墨烯的透明导电电极的制法，其特征在于：步骤I中采用还原氧化石墨的方式制备石墨烯薄膜，其中所述用于氧化还原的原料石墨粉包括天然石墨粉、鳞片石墨粉、人造石墨粉及膨胀石墨粉；所述还原氧化石墨的方法包括采用肼、NaBH₄、LiAlH₄、维生素C、氢气作为还原剂进行化学还原、或在惰性气体保护下进行高温加热还原，或采用化学还原和高温加热相结合的方式进行还原，所述制得的石墨烯薄膜为具有羟基或羧基的分散石墨烯。

7.根据权利要求3所述的基于石墨烯的透明导电电极的制法，其特征在于：步骤II中石墨烯薄膜迁移用的聚合物采用聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯。

8.根据权利要求3所述的基于石墨烯的透明导电电极的制法，其特征在于：步骤II中石墨烯薄膜迁移用的真空抽滤薄膜采用纤维树脂膜或三氧化二铝薄膜。

9.GaN基光电器件，包括LED和紫外光探测器，其特征在于：以石墨烯薄膜作为透明导电电极，固化结合于探测器的基片表面，所述透明导电电极的形式包括立体结构上下指电极或平面结构交叉指电极。

10.根据权利要求9所述的GaN基光电器件，其特征在于：所述石墨烯薄膜的透明导电电极与外金属引线相连的金属薄膜电极选为Pd、Pd/Au、Sc、Au、Ti/Au、Ni/Au。