研究目的
研究喷雾涂覆的石墨烯与WS2纳米片复合网络的输运特性（包括电导率、迁移率和载流子浓度）随石墨烯含量的变化规律，并评估添加石墨烯以提升晶体管性能的可行性。
研究成果
根据渗流理论，向WS2纳米片网络中添加石墨烯可提高导电性和载流子密度，但由于结电阻相似，迁移率仅略有提升。在渗流阈值处开关比显著下降，因此该方法无法有效提升晶体管性能。载流子密度渗流更具基础性，反映了导电纳米颗粒的特性。
研究不足
该研究假设网络孔隙率恒定（约0.5）且与石墨烯含量无关，这一假设可能并不完全准确。石墨烯网络的迁移率值低于其他研究报告的数据，可能是由于喷涂工艺导致的形貌差异及未进行退火处理所致。电解门控中的迟滞效应可能影响阈值电压和带隙测量的准确性。石墨烯分散的均匀性并非完美，观察到部分团聚现象。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用电解门控技术表征输运特性。通过喷涂液相剥离的二硫化钨（WS2）与石墨烯纳米片混合物形成复合网络，运用渗流理论分析电导率、迁移率和载流子密度对石墨烯体积分数的依赖关系。
2：样本选择与数据来源：
WS2和石墨烯粉末通过N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）中的液相剥离法制备，经离心优化纳米片尺寸分布后转移至异丙醇（IPA）进行沉积。通过混合不同比例的WS2与石墨烯墨水制备复合墨水。
3：实验设备与材料清单：
设备包括号角式超声波仪（Sonics Vibra-cell VCX-750）、离心机（Hettich Mikro 220R）、喷涂机、金属蒸发系统（Temescal FC2000）、探针台、光谱仪（Perkin Elmer Lambda 1050）、拉曼光谱仪（Horiba Jobin Yvon LabRAM HR800）、透射电镜（JOEL 2100）及电学测量仪器（Keithley 2612A）。材料包含WS2粉末（Sigma Aldrich，CAS: 12138-09-9）、石墨烯粉末（Asbury，3763级）、NMP、IPA、离子液体（Sigma Aldrich的EMIM-TFSI）及衬底（三菱制纸的Al2O3包覆PET）。
4：0）、离心机（Hettich Mikro 220R）、喷涂机、金属蒸发系统（Temescal FC2000）、探针台、光谱仪（Perkin Elmer Lambda 1050）、拉曼光谱仪（Horiba Jobin Yvon LabRAM HR800）、透射电镜（JOEL 2100）及电学测量仪器（Keithley 2612A）。材料包含WS2粉末（Sigma Aldrich，CAS:
4. 实验流程与操作步骤：通过超声和离心制备墨水，将薄膜喷涂于衬底后沉积金电极，添加离子液体进行门控实验。在真空条件下进行电学测量（电导率、输出与转移曲线），并采用光学光谱、拉曼光谱和透射电镜进行表征。
5：9）、石墨烯粉末（Asbury，3763级）、NMP、IPA、离子液体（Sigma Aldrich的EMIM-TFSI）及衬底（三菱制纸的Al2O3包覆PET）。 实验流程与操作步骤：
5. 数据分析方法：运用渗流理论公式分析数据，迁移率源自转移曲线，载流子密度由电导率和迁移率推导。通过拟合渗流模型并进行多器件统计分析。
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Keithley 2612A
2612A
Keithley
Used for electrical measurements, including output and transfer curves.
-
Perkin Elmer Lambda 1050 spectrometer
Lambda 1050
Perkin Elmer
Used for measuring extinction spectra of the dispersions.
-
JOEL 2100 TEM
2100
JOEL
Used for transmission electron microscopy to analyze nanosheet dimensions.
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Sonics Vibra-cell VCX-750 ultrasonic processor
VCX-750
Sonics
Used for sonication during liquid phase exfoliation of nanomaterials.
-
Hettich Mikro 220R centrifuge
Mikro 220R
Hettich
Used for centrifugation to separate and size-select nanosheets.
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Temescal FC2000 metal evaporation system
FC2000
Temescal
Used for depositing gold electrodes on the sprayed networks.
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Horiba Jobin Yvon LabRAM HR800 Raman spectrometer
LabRAM HR800
Horiba Jobin Yvon
Used for Raman spectroscopy to characterize the composite networks.
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N-Methyl-2-pyrrolidone
HPLC grade solvent
Solvent used for liquid phase exfoliation of WS2 and graphene powders.
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Isopropanol
HPLC grade solvent
Solvent used for transferring nanosheets before deposition.
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EMIM-TFSI ionic liquid
Sigma Aldrich
Used as the ionic liquid for electrolytic gating experiments.
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Al2O3-coated PET substrate
Mitsubishi Paper Mills
Substrate for spray-coating the nanosheet networks.
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WS2 powder
CAS: 12138-09-9 Ref:243639
Sigma Aldrich
Source material for producing WS2 nanosheets via exfoliation.
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Graphene powder
grade 3763
Asbury
Source material for producing graphene nanosheets via exfoliation.
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