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第1章 绪论 1

1.1 碳材料的发展简史 1

1.2 碳纳米功能材料的发展历程 2

1.3 光电器件的应用和需求 6

第2章 碳纳米功能材料的类型和结构 8

2.1 零维碳纳米功能材料 8

2.1.1 富勒烯 8

2.1.2 碳量子点 9

2.1.3 石墨烯量子点 10

2.2 一维碳纳米功能材料 10

2.2.1 碳纳米管 10

2.2.2 石墨烯纳米带 14

2.3 二维碳纳米功能材料 15

2.3.1 石墨烯纳米复合材料概述 16

2.3.2 基于石墨烯纳米复合材料的电子器件的研究现状 19

2.4 三维碳纳米功能材料 25

2.4.1 模板辅助化学气相沉积法生长三维石墨烯网格材料 26

2.4.2 非模板法生长三维石墨烯网格材料 26

2.4.3 石墨烯和碳纳米管的组装结合 27

参考文献 28

第3章 碳纳米功能材料的制备与表征 32

3.1 碳纳米功能材料的制备 32

3.1.1 化学气相沉积技术 32

3.1.2 石墨电弧法 38

3.1.3 激光蒸发法 41

3.1.4 其他方法：燃烧法 43

3.1.5 石墨烯的制备 43

3.2 碳纳米功能材料的表征 66

3.2.1 形貌表征 66

3.2.2 电子结构分析——紫外光电子能谱 76

3.2.3 原子态分析：拉曼光谱 78

参考文献 80

第4章 基于碳纳米材料的柔性透明导电薄膜 84

4.1 基于碳纳米管的柔性透明导电薄膜 85

4.1.1 碳纳米管薄膜 85

4.1.2 碳纳米管／石墨烯复合薄膜 93

4.1.3 碳纳米管／金属薄膜／氧化物叠层薄膜 94

4.1.4 碳纳米管：导电聚合物复合薄膜 95

4.1.5 碳纳米管：纳米金属复合薄膜 96

4.1.6 碳纳米管柔性透明导电薄膜的应用 98

4.2 基于石墨烯的柔性透明导电薄膜 98

4.2.1 CVD石墨烯的液相剥离与柔性透明电极的制备 99

4.2.2 柔性透明电极的光电特性与抗弯折稳定性 105

4.2.3 柔性电子器件的应用 108

参考文献 111

第5章 碳纳米功能材料在场致发射器件中的应用 114

5.1 碳纳米管在场致发射器件中的应用 114

5.1.1 碳纳米管的场发射理论 114

5.1.2 碳纳米管阴极的制备工艺 118

5.1.3 碳纳米管的表面改性 120

5.1.4 场发射性能及应用 122

5.2 石墨烯在场致发射器件中的应用 127

5.2.1 三维石墨烯复合阴极的制备与表征 128

5.2.2 石墨烯／ZnO纳米棒二级结构 138

5.2.3 低压调控——ZnO支撑－增强型石墨烯平行栅结构 144

参考文献 151

第6章 碳纳米功能材料在太阳能电池中的应用 155

6.1 富勒烯受体 156

6.1.1 PC61BM和PC71BM 157

6.1.2 类PCBM的富勒烯衍生物 159

6.1.3 茚－C60和茚－C70双加合物 162

6.1.4 功能富勒烯作为电子选择（传输）层 163

6.1.5 功能富勒烯在体异质结中作为形貌稳定剂 163

6.1.6 富勒烯太阳能电池小结 164

6.2 石墨烯太阳能电池 164

6.2.1 工作背景 164

6.2.2 电子受体——CVD石墨烯：P3HT体异质结的光伏特性 165

6.2.3 电子收集与输运——直立石墨烯／ZnO膜层的光伏特性增强 174

参考文献 183

第7章 碳纳米功能材料在存储器件中的应用 185

7.1 富勒烯在电双稳器件中的应用 185

7.1.1 富勒烯与聚甲基丙烯酸甲酯复合 185

7.1.2 富勒烯和PVK复合 189

7.1.3 由富勒烯构成的多层电双稳态器件 189

7.1.4 由富勒烯和聚合物构成的有机忆阻器 190

7.1.5 C60-TCNQ薄膜电双稳态 191

7.2 碳纳米管在存储器件中的应用 191

7.2.1 碳纳米管和PVK复合 191

7.2.2 碳纳米管和PVA复合 193

7.2.3 碳纳米管和PS复合 195

7.2.4 碳纳米管和PVP复合 196

7.2.5 碳纳米管和PEDOT：PSS复合 196

7.2.6 碳纳米管和P3HT复合 198

7.3 量子点与聚合物复合 198

7.3.1 碳纳米点与PVA复合 198

7.3.2 石墨烯量子点和PVK复合 198

7.4 石墨烯在存储器件中的应用 199

7.4.1 单片石墨烯的电学跳变 199

7.4.2 石墨烯：聚酰亚胺纳米复合体系 202

7.4.3 三重态存储体系 207

参考文献 213