500 keV质子辐照对氧化石墨烯薄膜材料的影响研究

他进国¹，黄一凡²，甄小娟³

1. 兰州工业学院材料工程学院2. 兰州城市学院电子与信息工程学院3. 兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室

摘 要：新兴的二维石墨烯材料因其优异的导电、导热性、力学性能等,是目前各领域研究的热点。本工作利用地面模拟设备研究了PET基底上氧化石墨烯薄膜材料的质子辐射效应。分别对500 keV质子辐照前后的氧化石墨烯薄膜材料进行了XPS、Raman以及XRD分析,得到了质子辐照对材料表面化学组成、结构以及辐射缺陷的影响。结果表明,在质子辐照注量达到2×10¹⁵/cm²时,材料表面发生了明显变化,薄膜颜色由棕黄色变为了黑色,主要是因为材料在质子辐照作用下发生了脱氧行为,使得材料中的含氧基团减少。XPS测试结果表明,随着辐照注量的增加,材料中的碳氧原子比不断增大。Raman测试结果表明,辐照后不仅使得材料中的缺陷增多,而且材料结构也发生了严重的无序化转变。

关键词：氧化石墨烯薄膜;质子辐射;结构变化;表面化学组成;