CN103796950A - 石墨烯缺陷的改性 - Google Patents

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Abstract

一般性地描述了一种用于使包括石墨烯的层中的缺陷区域至少部分地改性的方法和***的技术。在一些示例中，该方法可以包括接收位于基板上的层，其中，该层包括至少一些石墨烯和位于石墨烯中的至少一些缺陷区域。缺陷区域可以露出基板的暴露区域。方法也可以包括在充分的反应条件下使基板发生反应以在暴露区域中的至少一个中产生至少一个阳离子区域。方法可以进一步包括将石墨烯氧化物粘附到至少一个阳离子区域以产生石墨烯氧化物层。方法可以进一步包括使石墨烯氧化物层发生还原以在所述层中产生至少一个改性缺陷区域。

Description

石墨烯缺陷的改性
相关申请的交叉引用
本申请涉及下面列出的申请：当前共审的在YEAR,MONTH,DATE提交的发明人为Seth Miller的标题为“GRAPHENE DEFECT ALTERATION”的PCT专利申请No.PCT/US2011/xxxxx（代理人案号1574-0040）；以及当前共审的在YEAR,MONTH,DATE提交的发明人为Seth Miller的标题为“GRAPHENE DEFECT DETECTION”的PCT/US2011/xxxxx（代理人案号1574-0041）。
背景技术
除非在这里另有所述，否则该部分中描述的材料不是本申请中的权利要求的现有技术并且不会由于包括在该部分中而被承认为现有技术。
石墨烯是通常可以包括键合碳原子的一个原子厚的层。可以通过在诸如铜的另一材料的顶部上生长碳原子来形成石墨烯。铜可以被***到石英管中，进行加热并退火。CH4和H2的气体混合物可以然后流入到管中并且然后可以利用流动的H2来冷却铜以形成石墨烯。
发明内容
在一些示例中，一般性地描述了一种用于使基板上的层中的缺陷区域至少部分地改性的方法，其中，该层包括石墨烯。一些方法可以包括接收位于基板上的所述层，其中，该层可以包括位于石墨烯中的至少一些缺陷区域。缺陷区域可以露出基板的暴露区域。所述方法也可以包括在充分的反应条件下使基板发生反应以在暴露区域中的至少一个中产生至少一个阳离子区域。所述方法可以进一步包括将石墨烯氧化物粘附到所述至少一个阳离子区域以产生石墨烯氧化物层。所述方法可以进一步包括使石墨烯氧化物层发生还原以在所述层中产生至少一个改性缺陷区域。
在一些示例中，一般性地描述了用于使基板上的层中的缺陷区域至少部分地改性的***，其中所述层包括石墨烯。在各种示例中，所述***可以包括腔室和被构造为与所述腔室连通的容器。腔室可以被构造为用于接收位于基板上的层，其中所述层可以包括至少一些石墨烯，并且可以至少包括位于石墨烯中的一些缺陷区域。所述缺陷区域可以用于露出基板的暴露区域。腔室和容器可以被构造为用于在充分的反应条件下使基板发生反应以在暴露区域中的至少一个中产生至少一个阳离子区域。腔室和容器可以被构造为将石墨烯氧化物粘附到至少一个阳离子区域以产生石墨烯氧化物层。腔室和容器可以进一步构造为使石墨烯氧化物层发生还原以在所述层中产生至少一个改性缺陷区域。
在一些示例中，一般性地描述了处理层。该层可以包括位于基板上的至少一些石墨烯。所述层可以包括位于石墨烯中的至少一个缺陷区域。该缺陷区域可以用于露出基板的阳离子区域。所述层可以进一步包括粘附到阳离子区域的还原后的石墨烯氧化物层。
上面的概述仅是说明性的且并不旨在以任意方式表示限制。除了如上描述的说明性方面、实施方式和特征，通过参考附图和下面的详细描述将显见其他方面、实施方式和特征。
附图说明
在本说明书的结论部分中特别地指出并且明确地要求保护主题。根据结合附图进行的以下描述和所附权利要求书，本公开的以上和其它特征将变得更充分地显而易见。要理解的是，这些附图仅描述了根据本公开的多个实施方式，因此不能被认为是对本公开的范围的限制，将通过使用附图来利用附加的特征和细节描述本公开。在附图中：
图1示出了能够用于实施石墨烯缺陷改性的示例***；
图2描述了用于实施石墨烯缺陷改性的示例处理的流程图；
图3示出了能够用于实施石墨烯缺陷改性的计算机程序产品；以及
图4是示出被布置为实施石墨烯缺陷改性的示例计算装置的框图；
上述附图是根据这里描述的至少一些实施方式布置的。
具体实施方式
在下面的详细说明中，参照附图，这些附图形成了本说明书的一部分。在附图中，除非上下文另行说明，否则相似的符号通常标识相似的部件。在具体说明书、附图和权利要求中描述的例示性实施方式不意味着为限制。在不脱离本文表现的主题的精神或范围的情况下，可利用其它实施方式，并且可以进行其它改变。容易理解的是，如本文总体描述的和附图例示的本公开的各个方面，可以按照各种不同的配置来布置、替换、组合和设计，其在这里是明确地设想到的。
除其它因素外，本公开被一般性地描绘为与用于移动装置的使用推荐有关的方法、设备、***、装置和计算机程序产品。
简要地说，一般性地描述了用于使包括石墨烯的层中的缺陷至少部分地改性的方法和***的技术。在一些示例中，方法可以包括在基板上接收层，其中，所述层包括至少一些石墨烯和位于石墨烯中的至少一些缺陷区域。缺陷区域可以露出基板的暴露区域。方法还可以包括在充分的反应条件下使基板发生反应以在暴露区域中的至少一个中产生至少一个阳离子区域。所述方法可以进一步包括将石墨烯氧化物粘附到至少一个阳离子区域以产生石墨烯氧化物层。方法可以进一步包括使石墨烯氧化物层发生还原以在所述层中产生至少一个改性缺陷层。
还应当理解，在说明书中所明确记载或暗示、和/或在权利要求中所引用的，作为属于同一组或者是在结构上、组成上、和/或功能上相关的化合物、材料或物质的任何化合物、材料或物质，包括该组中的单独的代表物以及所有这些代表物的组合。
图1示出了根据这里描述的至少一些实施方式的能够用于实施石墨烯缺陷改性的示例***。示例石墨烯缺陷改性***100可以包括一个或多个腔室112、113、115、一个或多个容器118、128、162、一个或多个加热器174、175、177、一个或多个阀门148、158、168、182、189、198和/或一个或多个泵170、171、172。缺陷改性***100的元件中的至少一些可以布置为通过通信链路186与处理器184通信。在一些示例中，处理器184可以适于与其中可以存储有指令的存储器188通信。处理器188可以被构造为例如通过指令180控制下面描述的操作/动作/功能中的至少一些。
在石墨烯形成处理中，在石墨烯106中会形成裂纹、空隙、磨损或其它缺陷或缺陷区域。这样的缺陷可以是由于石墨烯形成处理中和/或将石墨烯转移到基板中时杂质。这些缺陷会劣化石墨烯在一些应用中的操作。例如，石墨烯的导电性会由于缺陷的存在而降低（这是因为电子会围绕缺陷移动）。这会增加电阻并且产生局部磁场。还会出现电感的增大。在石墨烯用作导电迹线（例如，在显示器或高频电路中）的示例中，会导致开路的不工作的电路。会影响透气性。由于空隙会成为应力集中部，因此会削弱机械强度。石墨烯的化学反应性会由于缺陷的存在而增大。在示例中，如136处所示，基板104上包括石墨烯106的层102可以包括露出基板104的暴露区域109、111的缺陷108和/或110。在示例中，基板104可以包括电气绝缘体。在示例中，基板104可以由例如塑料、硅、SiO2、玻璃、金、银、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等等制成。如下面详细讨论的，层102和基板104可以暴露于材料以在基板104的暴露区域中产生阳离子区域。石墨烯氧化物可以然后施加于阳离子区域并且然后可以使石墨烯氧化物发生还原以至少部分地改性层102中的缺陷区域。
如138处所示，层102和基板104可以例如由手或机器放置在腔室112中。腔室112可以包括端口114、116，并且腔室112可以与泵170、加热器174和/或容器118连通。容器118与泵170一起可以被构造为例如通过处理器184的控制将气体120或液体121施加到基板104、石墨烯106和/或暴露区域109、111。气体120或液体121可以包括用于在由于缺陷区域108、110的存在而露出的暴露区域109、111处产生阳离子区域176、178。例如，气体120或液体121可以包括诸如氨基丙基三乙氧基硅烷（APTS）或聚乙烯亚胺（PEI）的氨封端材料或者氨封端硅氧烷。在示例中，APTS可以与基板104中的硅醇键合，从而在暴露区域109、111中在基板102上产生氨官能团，从而产生阳离子区域176、178。
在示例中，气体120或液体121可以施加到层102和基板104，同时加热器174在大约1个大气压下将层102和基板104加热到大约25摄氏度至大约40摄氏度的范围中的温度达大约1分钟到大约2分钟的时间段。在基板104包括塑料的示例中，放电电极144可以与腔室112成操作关系，并且被构造为在暴露区域109、111处在基板104上产生电晕放电（氧化基板104）。例如，电晕放电可以在将石墨烯从之前形成石墨烯的地方转移到可以使用石墨烯的地方之前进行。在该示例中，可以产生羧酸官能团。液体121可以包括诸如PEI的是阳离子的聚合物，其可以键合到羧酸官能团以产生阳离子区域176、178。
在140处所示，可以例如由手或机器将具有石墨烯106、缺陷区域108、110和阳离子区域176、178的基板104放置在腔室113中。容器128可以与腔室113连通。容器128可以被构造为，例如在诸如处理器184的控制器的控制下，将液体160施加到具有阳离子区域176、178的基板104。例如，基板104可以淹没在液体160中。液体160可以包括诸如包括水和GO的溶液的石墨烯氧化物（GO）。液体或石墨烯氧化物溶液160可以是阴离子的，使得石墨烯氧化物的薄片可以在阴离子扩散中粘附到阳离子区域176、178，从而产生石墨烯氧化物层190和石墨烯氧化物层192。例如，阴离子石墨烯氧化物薄片可以粘附到阳离子APTS和/或PEI。
在示例中，液体160可以施加到基板104，同时加热器175将基板104加热到大约15摄氏度至大约25摄氏度的范围中的温度达大约1分钟到大约2分钟的时间段。泵171可以被构造为，例如在诸如处理器184的控制器的控制下，将腔室112中的压力生成或控制为在腔室113中处于大约0.5至大约2个大气压的范围。没有粘附到阳离子区域176、178的石墨烯氧化物可以例如通过在腔室113中使包括水的液体160流过层102来洗掉。
如142处所示，具有石墨烯氧化物层190、192的层102可以例如由手或机器放置在腔室115中。容器162可以与腔室115连通，并且可以包括液体164和/或气体161。腔室115可以用于通过将液体164和/或气体161施加到石墨烯氧化物层190、192来使石墨烯氧化物层190、192中的石墨烯氧化物发生还原以产生改性缺陷或还原后的石墨烯氧化物区域194、196。例如，容器162可以包括液体164或气体161，其包括肼溶液。在示例中，液体164可以包括以重量计的大约0.5%至5%的肼。在示例中，容器162可以包括液体164或气体161，其包括硼氢化钠和水。腔室115中的压力、反应时间和温度可以被调整为至少部分地还原石墨烯氧化物层190、192中的石墨烯氧化物以产生改性缺陷或还原后的石墨烯氧化物区域194、196。在示例中，加热器177可以被构造为，例如在诸如处理器184的控制器的控制下，将层102和基板104加热到大约50摄氏度至大约300摄氏度的范围中的温度达大约2小时到大约4小时的时间段。在示例中，泵172可以被构造为在腔室115中生成或控制大约3个大气压至大约5个大气压的压力。
除了其它潜在的优点之外，根据本公开布置的***可以用于使包括石墨烯的层中的缺陷区域至少部分地改性。即使在石墨烯已经从生长石墨烯的地方进行了转移之后也可以使缺陷改性。缺陷可以在可以对诸如空隙或裂纹敏感的应用中使用，所述应用例如为在显示器、微电子电路、电子互连和/或光学应用。
图2描述了根据这里描述的至少一些实施方式布置的用于实施石墨烯缺陷改性的示例处理200的流程图。图2中的处理能够使用例如上述***100来实施，其中，处理器184可以用于经由指令控制或有利于通过界面进行的参考图4进行详细描述的各种处理操作。示例性处理可以包括如块S2、S4、S6和/或S8中的一个或多个所示的一个或多个操作、动作或功能。虽然示出为分立的组件，但是各种组件可以根据想要的实施分为额外的组件，组合为更少的组件或消除。
处理200可以开始于块S2“在基板上接收层，其中，所述层包括位于石墨烯中的至少一些缺陷区域，所述缺陷区域露出所述基板的暴露区域”。在块S2，腔室可以被构造为在基板上接收层。所述层可以包括位于石墨烯中的至少一些缺陷区域。所述缺陷区域可以露出所述基板的暴露区域。
处理可以从块S2继续到块S4，“在充分的反应条件下使基板发生反应以在所述暴露区域中的至少一个中生成至少一个阳离子区域”。在块S4，腔室与包括气体或液体的容器和阀门一起可以被构造为，例如在诸如处理器184的控制下使基板发生反应以在所述暴露区域中的至少一个中生成至少一个阳离子区域。例如，包括诸如APTS或PEI的氨封端材料的气体或液体可以通过阀门从容器施加到腔室中的层和基板。
处理可以从块S4继续到块S6“将石墨烯氧化物粘附到至少一个阳离子区域以产生石墨烯氧化物层”。在块S6，腔室与包括气体或液体的容器和阀门一起可以被构造为，例如在诸如处理器184的控制器的控制下，将石墨烯氧化物粘附到至少一个阳离子区域以产生石墨烯氧化物层。例如，与腔室流体连通的容器可以被构造为，例如在诸如处理器184的控制器的控制下，将包括石墨烯氧化物的气体或液体施加到层和基板。石墨烯氧化物可以粘附到阳离子区域。
处理可以从块S6继续到块S8，“使石墨烯氧化物层发生还原以在层中产生至少一个改性缺陷区域”。在块S8，腔室与包括气体或液体的容器和阀门一起可以被构造为，例如在诸如处理器184的控制器的控制下，使石墨烯氧化物层发生还原。例如，与腔室流体连通的容器可以被构造为，例如在诸如处理器的控制器的控制下，将包括肼溶液的液体或气体施加到石墨烯氧化物层。例如，与腔室流体连通的容器可以被构造为，例如在诸如处理器的控制器的控制下，将包括硼氢化钠和水溶液的液体或气体施加到石墨烯氧化物层。
图3示出了根据这里描述的至少一些实施方式的能够用于实施石墨烯缺陷改性的计算机程序产品。程序产品300可以包括信号承载介质302。信号承载介质302可以包括一个或更多个指令304，该指令304在由例如处理器执行时，处理器可以提供以上针对图1-2描述的功能。因此，例如，参照***100，处理器184可以响应于由介质302传送给***100的指令304来进行图3中所示的块中的一个或更多个。
在一些实现中，信号承载介质302可以包括计算机可读介质306，诸如但不限于硬盘驱动器、CD、DVD、数字带、存储器等。在一些实现中，信号承载介质302可以包括可记录介质308，诸如但不限于存储器、读/写（R/W）CD、R/W DVD等。在一些实现中，信号承载介质302可以包括通信介质310，诸如但不限于数字和/或模拟通信介质（例如，光纤线缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等）。因此，例如，程序产品300可以通过RF信号承载介质302传送给***100的一个或多个模块，其中，信号承载介质302由无线通信介质310（例如，符合IEEE802.11标准的无线通信介质）传送。
图4是示出根据这里描述的至少一些实施方式的被布置为实施石墨烯缺陷改性的示例性计算装置的框图。在非常基础的配置402中，计算装置400通常包括一个或更多个处理器404和***存储器406。存储器总线408可以用于在处理器404和***存储器406之间通信。
根据想要的配置，处理器404可以是任何类型，包括但不限于微处理器（μP）、微控制器（μC）、数字信号处理器（DSP）或者它们的任意组合。处理器404可以包括诸如一级缓存410和二级缓存412的一级或更多级缓存、处理器核心414和寄存器416。示例处理器核心414可以包括算术逻辑单元（ALU）、浮点单元（FPU）、数字信号处理核心（DSP核心）或者它们的任意组合。示例存储器控制器418还可以与处理器404一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器418可以是处理器404的内部部分。
根据想要的配置，***存储器406可以是任何类型，包括但不限于易失性存储器（诸如RAM）、非易失性存储器（诸如ROM、闪速存储器等）或者它们的任意组合。***存储器406可以包括操作***420、一个或更多个应用422以及程序数据1024。应用422可以包括石墨烯缺陷改性算法426，其被布置为执行如这里所描述的至少包括参考图1-3的***100所描述的内容的各种功能/动作/操作。程序数据424可以包括可以用于实施这里描述的石墨烯缺陷改性的石墨烯缺陷改性数据428。在一些实施方式中，应用422可以被布置为在操作***420上利用程序数据424来运行，从而可以提供石墨烯缺陷处理。在图4中利用内部虚线内的组件来示出该描述的基本配置402。
计算装置400可以具有附加的特征或功能以及附加接口，以便于基本配置402与任何所需装置和接口之间的通信。例如，可以使用总线/接口控制器430以便于经由存储装置接口总线434的基本配置402和一个或更多个数据存储装置432之间的通信。数据存储装置432可以是可移除存储装置436、非可移除存储装置438或二者的组合。举例来说，可移除存储装置和非可移除存储装置的示例包括磁盘装置（例如，柔性盘驱动器和硬盘驱动器（HDD））、光盘驱动器（例如，压缩盘（CD）驱动器或数字通用盘（DVD）驱动器）、固态驱动器（SSD）和带驱动器。示例计算机存储介质可以包括在用于存储信息（例如，计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据）的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和非可移除介质。
***存储器406、可移除存储装置436和非可移除存储装置438都是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器或其它存储技术、CD-ROM、数字通用盘（DVD）或其它光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁性存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算装置400访问的任何其它介质。任何这种计算机存储介质可以是装置400的一部分。
计算装置400还可以包括接口总线440，所述接口总线440便于经由总线/接口控制器430从各种接口装置（例如，输出装置442、***接口444和通信装置446）到基本配置402的通信。示例输出装置442可以包括图形处理单元448和音频处理单元450，所述图形处理单元448和所述音频处理单元450可以被配置为经由一个或更多个A/V端口452与诸如显示器或扬声器的各种外部装置进行通信。示例***接口444包括串行接口控制器454或并行接口控制器456，所述串行接口控制器454或所述并行接口控制器456可以被配置为经由一个或更多个I/O端口458与诸如输入装置（例如，键盘、鼠标、笔、语音输入装置、触摸输入装置等）的外部装置或其它***装置（例如，打印机、扫描仪等）进行通信。示例通信装置446包括网络控制器460，所述网络控制器460可以被设置为便于经由一个或更多个通信端口464通过网络通信链路与一个或更多个其它计算装置462进行通信。
网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以由计算机可读指令、数据结构、程序模块或者调制数据信号（诸如载波或其它传输机制）中的其它数据来实现，并且可以包括任何信息传送介质。“调制数据信号”可以是具有以对信号中的信息进行编码的方式设置或改变的一个或更多个特征的信号。举例来说，并且没有限制，通信介质可以包括有线介质（例如，有线网络或直接有线连接）和无线介质（例如，声学、射频（RF）、微波、红外（IR）和其它无线介质）。这里使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质这二者。
计算装置400可以被实现为小型因素便携式（或移动）电子装置（例如，蜂窝电话、个人数据助理（PDA）、个人媒体播放器装置、无线网络观看装置、个人头戴装置、专用装置或包括以上功能中的任何一个的混合装置）。计算装置400还可以被实现为包括膝上型计算机和非膝上型计算机配置这二者的个人计算机。
本公开不限于在本申请中描述的旨在示出各种方面的特定实施方式。对于本领域中技术人员来说应当明显的是，能够在不偏离其精神和范围的情况下进行许多修改和变形。除了这里所列举的以外，在本公开的范围内的功能等同的方法和设备对于本领域中技术人员来说根据之前的描述应当是明显的。这样的修改和变形旨在落在所附权利要求书的范围内。本公开仅由所附权利要求书的条款以及这些权利要求书的权利等价物的完整范围所限定。应当理解，本公开不限于显然能够变化的特定的方法、***或者组件。还应当理解，这里使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，并且不旨在限制。
关于这里基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员能够以对于背景和/或应用适当的方式从复数解释成单数和/或从单数解释成复数。为清楚起见，各种单数/复数排列可以清楚地列在这里。
本领域技术人员将会理解，一般地，这里使用的术语并且特别是在随附权利要求书中的术语（例如，随附权利要求书的正文）一般旨在为“开放的”术语（例如，术语“包括”应当解释为“包括但不限于”，术语“具有”应当解释为“至少具有”，术语“包含”应当解释为“包含但不限于”等）。本领域技术人员还将理解，如果意图特定数量的提出的权利要求详述，这样的意图将在权利要求中明确地叙述，并且在不存在这样的详述的情况下，不存在这样的意图。例如，为帮助理解，以下随附权利要求书可能包含介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求详述。然而，使用这样的短语不应当被解释为暗示以“一”引入的权利要求详述将包含这样引入的权利要求详述的任何特定的权利要求限制为只包含一个这样的详述的实施方式，即使是在相同的权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一”的词（例如，“一”应当被解释为指“至少一个”或“一个或多个”）的情况下；相同道理对于使用定冠词引入权利要求详述的情况也成立。此外，即使在明确地表述了引入的权利要求详述的特定数量的情况下，本领域中的技术人员也将认识到这样的详述应当解释为是指至少表述的数量（例如，在没有其它修饰语的情况下，仅是“两个详述”的表述是指至少两个详述或者两个或更多详述）。此外，在使用类似于“A、B和C其中至少一个等”的惯例的那些实例中，一般地，这种造句旨在表示本领域技术人员将理解惯例的意义（例如，“具有A、B和C其中至少一个的***”将包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C和/或具有A、B和C的***等）。在使用类似于“A、B或C其中至少一个等”的惯例的那些实例中，一般地，这种造句旨在表示本领域技术人员将理解惯例的意义（例如，“具有A、B或C其中至少一个的***”将包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C和/或具有A、B和C的***等）。本领域技术人员还应当理解，实质上，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，表达两个或更多个备选术语的任意分离性用词和/或短语将理解为预期包括术语中的一个、术语中的任意一个或两个术语的可能性。例如，短语“A或B”将理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
另外，当在马库西群组方面描述本公开的特征或方面时，本领域技术人员将意识到由此还在马库西群组的各个独立成员或成员子群组方面描述本公开。
本领域技术人员应当理解，用于任意和所有目的，诸如在提供书面说明书方面，此处公开的所有范围还涵盖任意和所有可能的子范围及其子范围的组合。任意列举的范围可以容易地识别为充分描述和使得相同范围能够***成至少相等的两半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等。作为非限制性示例，此处讨论的每个范围可以容易地***成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。也如本领域技术人员所理解，诸如“高达”、“至少”等所有语言包括陈述的数目且表示如上所述随后可以***成子范围的范围。最后，本领域技术人员应当理解，范围包括每个独立成员。因而，例如，具有1-3个单元的群组表示具有1、2或3个单元的群组。类似地，具有1-5个单元的组表示具有1、2、3、4或5个单元的群组，且以此类推。
从上文应当意识到，此处用于说明目的，描述了本公开的各种实施方式，且可以在不偏离本公开的范围和精神的条件下做出各种修改。因此，此处公开的各种实施方式并不旨在限制，真实范围和精神通过随附权利要求书指示。

Claims (22)

1.一种用于使基板上的层中的缺陷区域至少部分地改性的方法，其中，所述层包括石墨烯，所述方法包括：
接收位于所述基板上的所述层，其中，所述层包括位于所述石墨烯中的至少一些缺陷区域，所述缺陷区域露出所述基板的暴露区域；
在充分的反应条件下使所述基板发生反应以在所述暴露区域中的至少一个中产生至少一个阳离子区域；
将石墨烯氧化物粘附到所述至少一个阳离子区域以产生石墨烯氧化物层；以及
使所述石墨烯氧化物层发生还原以在所述层中产生至少一个改性缺陷区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基板包括塑料、SiO2、玻璃、金、银和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基板包括硅，并且所述方法进一步包括通过将氨基丙基三乙氧基硅烷施加到所述基板来使所述基板发生反应。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述基板发生反应的步骤进一步包括将氨封端材料施加到所述基板。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述基板发生反应的步骤进一步包括将氨封端硅氧烷施加到所述基板。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述基板发生反应的步骤进一步包括将聚乙烯亚胺施加到所述基板。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述基板发生反应的步骤进一步包括在所述基板上产生电晕放电以在所述基板上产生羧酸官能团并且将聚乙烯亚胺施加到所述羧酸官能团。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述石墨烯氧化物层粘附到所述基板的步骤进一步包括将石墨烯氧化物和水的溶液施加到所述基板。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述石墨烯氧化物层发生还原的步骤进一步包括将包括肼的溶液施加到所述石墨烯氧化物层。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述石墨烯氧化物发生还原的步骤进一步包括将包括硼氢化钠的溶液施加到所述石墨烯氧化物层。
11.一种用于实施根据权利要求1所述的方法的***，所述***包括：
腔室，所述腔室被构造为接收位于基板上的层，其中，所述层包括至少一些石墨烯和位于所述石墨烯中的至少一些缺陷区域，其中，所述缺陷区域用于露出所述基板的暴露区域；以及
容器，所述容器被构造为与所述腔室连通；
其中，所述腔室和所述容器被构造为
在充分的反应条件下使所述基板发生反应以在所述暴露区域中的至少一个中产生至少一个阳离子区域；
将石墨烯氧化物粘附到所述至少一个阳离子区域以产生石墨烯氧化物层；以及
使所述石墨烯氧化物层发生还原以在所述层中产生至少一个改性缺陷区域。
12.根据权利要求11所述的***，其中，所述基板包括塑料、SiO2、玻璃、金、银和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一个。
13.根据权利要求11所述的***，其中，所述基板包括硅并且所述腔室和所述容器被进一步构造为将氨基丙基三乙氧基硅烷施加到所述基板，使得所述基板在充分的反应条件下发生反应以在所述暴露区域中的至少一个中产生所述至少一个阳离子区域。
14.根据权利要求11所述的***，其中，所述腔室和所述容器被进一步构造为将氨封端材料施加到所述基板，使得所述基板在充分的反应条件下发生反应以在所述暴露区域中的至少一个中产生所述至少一个阳离子区域。
15.根据权利要求11所述的***，其中，所述腔室和所述容器被进一步构造为将氨封端硅氧烷施加到所述基板，使得所述基板在充分的反应条件下发生反应以在所述暴露区域中的至少一个中产生所述至少一个阳离子区域。
16.根据权利要求11所述的***，其中，所述腔室和所述容器被进一步构造为将聚乙烯亚胺施加到所述基板，使得所述基板在充分的反应条件下发生反应以在所述暴露区域中的至少一个中产生所述至少一个阳离子区域。
17.根据权利要求11所述的***，所述***进一步包括：
电极，所述电极被构造为与所述腔室成操作关系，其中，所述电极用于产生电晕放电，所述电晕放电用于在所述基板上产生羧酸官能团；并且
其中，所述腔室和所述容器被进一步构造为将聚乙烯亚胺施加到所述羧酸官能团，使得所述基板在充分的反应条件下发生反应以在所述暴露区域中的至少一个中产生所述至少一个阳离子区域。
18.根据权利要求11所述的***，其中，所述腔室和所述容器被进一步构造为将石墨烯氧化物和水的溶液施加到所述基板，使得所述基板在充分的反应条件下反应以将石墨烯氧化物粘附到所述至少一个阳离子区域以产生石墨烯氧化物层。
19.根据权利要求11所述的***，其中，所述腔室和所述容器被进一步构造为将包括肼的溶液施加到所述石墨烯氧化物层，使得所述基板在充分的反应条件下发生反应以使所述石墨烯氧化物层发生还原。
20.根据权利要求11所述的***，其中，所述腔室和所述容器被进一步构造为将包括硼氢化钠的溶液施加到所述石墨烯氧化物层，使得所述基板在充分的反应条件下发生反应以使所述石墨烯氧化物层发生还原。
21.一种使用根据权利要求1所述的方法生产的处理层，所述层包括：
位于基板上的至少一些石墨烯；
位于所述石墨烯中的至少一个缺陷区域，所述缺陷区域用于露出所述基板的阳离子区域；以及
粘附到所述阳离子区域的还原后的石墨烯氧化物层。
22.根据权利要求21所述的层，其中，所述基板包括塑料、SiO2、玻璃、金、银和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一个。
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