В Сколтехе предложили использовать электрохимическое легирование для улучшения свойств прозрачных проводников из углеродных нанотрубок — Naked Science
7 минут
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.
Сколтех
172 статей
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.
5 марта
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

Позавчера, 15:24
9 минут
Мария Азарова

По числу одобривших его использование стран российский препарат обогнал даже так называемого фаворита Запада — вакцину от Pfizer и BioNTech.

Позавчера, 10:55
31 минута
Василий Парфенов

Минувшая неделя озарилась одним из самых впечатляющих достижений человечества — успешной посадкой сложнейшего робота весом более тонны на поверхность другой планеты. Более того, этот процесс впервые снимали на видео сразу несколько камер в высоком разрешении. Опубликованный NASA ролик оказался не только занимательным зрелищем, но и самой настоящей научно-детективной короткометражкой.

5 марта
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно решению Арбитражного суда Амурской области, строительство стартового комплекса «Ангара» на Восточном должны приостановить. Напомним, стартовый стол создают под тяжелую ракету «Ангара-А5», которую хотят применить для испытаний космического корабля нового поколения.

5 марта
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

5 марта
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: