В Сколтехе предложили использовать электрохимическое легирование для улучшения свойств прозрачных проводников из углеродных нанотрубок — Naked Science
28.07.2020
Сколтех

В Сколтехе предложили использовать электрохимическое легирование для улучшения свойств прозрачных проводников из углеродных нанотрубок

4.5

Исследователи Сколтеха и их коллеги из Университета Аалто обнаружили, что электрохимическое легирование с использованием ионной жидкости может значительно улучшить оптические и электрические свойства прозрачных проводников из пленок однослойных углеродных нанотрубок.

В Сколтехе предложили использовать электрохимическое легирование для улучшения свойств прозрачных проводников из углеродных нанотрубок / ©www.mein-leben.at

Результаты исследования опубликованы в журнале Carbon. Однослойная углеродная нанотрубка (ОУНТ) представляет собой свернутый в бесшовную трубку лист графена толщиной в один атом. Подобно другим новым аллотропным формам углерода, ОУНТ обладают уникальными свойствами, благодаря которым их можно применять в современных электронных устройствах, используемых в повседневной жизни.

Одним из наиболее перспективных применений ОУНТ являются прозрачные проводники, которые можно использовать в медицине, «зеленой» энергетике и других областях взамен традиционного оксида индия-олова (ITO), являющегося промышленным стандартом. Прозрачные проводники из пленок ОУНТ обладают высокой проводимостью, гибкостью, эластичностью и легко поддаются легированию за счет того, что все атомы нанотрубки сосредоточены на ее поверхности.

Легирование ОУНТ позволяет не только значительно увеличить проводимость пленки за счет устранения барьеров Шоттки между трубками различной природы, но и увеличить концентрацию носителей заряда в трубках. Кроме того, в результате легирования происходит подавление оптических переходов и, как следствие, увеличение коэффициента пропускания.

Одним из наиболее перспективных методов модификации ОУНТ считается метод адсорбционного легирования, однако, он имеет ряд недостатков, в частности, он не является равномерным и обратимым. В своей новой работе исследователи предложили новый, обратимый метод тонкой настройки уровня Ферми ОУНТ, который позволяет существенно увеличить проводимость при подавлении оптических переходов. Для этой цели ученые использовали метод электрохимического легирования ионной жидкостью с широким потенциальным окном, что позволило добиться высокого уровня легирования.

Схема экспериментов / ©Pavel Odinev / Skoltech

«Мы поместили тонкую пленку из ОУНТ в электрохимическую ячейку и использовали стандартную трехэлектродную схему для приложения потенциала к нанотрубкам. При задании отрицательного/положительного потенциала к пленке из ОУНТ, на границе раздела между ОУНТ и ионной жидкостью образуется двойной электрический слой, который выступает в роли параллельного конденсатора. Благодаря этому происходит инжекция положительного/отрицательного заряда на поверхность пленки из ОУНТ и, как следствие, сдвиг уровня Ферми», − рассказывает первый автор статьи, старший научный сотрудник Сколтеха Дарья Копылова.

Ученым удалось показать, что при помощи их электрохимического метода можно добиться чрезвычайно высоких уровней легирования, не уступающих лучшим результатам для легированных пленок из ОУНТ, опубликованным за последнее время. «Поскольку процесс является полностью обратимым, его можно использовать для точной настройки электронной структуры ОУНТ в режиме реального времени.

Варьируя потенциал рабочего электрода, можно управлять как коэффициентом пропускания, так и электропроводимостью пленок. Полученные результаты открывают новые возможности для перспективных направлений электроники, электрохромных устройств и ионтроники», − отмечает руководитель Лаборатории наноматериалов Центра фотоники и квантовых материалов Сколтеха профессор Альберт Насибулин. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
15 сентября
ПНИПУ

Ученые Пермского Политеха и Хуачжунского университета науки и технологии (КНР) создали уникальную технологию, которая позволит предприятиям производить промышленные изделия без дефектов. Лазерная сварка в вакууме позволит повысить качество ответственных конструкций в аэрокосмической и машиностроительной отраслях. Российские и зарубежные ученые реализовали разработку благодаря уникальному проекту международных исследовательских групп (МИГов), который действует в Пермском крае с 2011 года и не имеет аналогов в России.

Вчера, 13:58
Алиса Гаджиева

На месте будущей дороги в Калининградской области археологи обнаружили некрополь III-VI веков нашей эры.

Позавчера, 14:35
Алиса Гаджиева

Ученые из Института археологии и этнографии Сибирского отделения РАН обнаружили городище Шилкинской системы.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

Позавчера, 06:30
Мария Азарова

Ученые проверили содержание побочных продуктов дезинфекции в чае, который заваривали водопроводной или наночистой водой с хлором. Уровни этих соединений в напитке были ниже, чем в самой воде, однако большинство из них оказались неизвестны исследователям — как и их воздействие на здоровье человека.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

9 сентября
Алиса Гаджиева

Необычный артефакт обнаружили в одном из пунктов сбора вторсырья в Красноярском крае.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: