28.07.2020
Сколтех
967

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.
Вчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Позавчера, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

Вчера, 21:28
Мария Азарова

По словам ученых из США, это первое исследование, в котором физическая утомляемость у пожилых людей рассматривается как показатель более ранней смертности от всех причин.

Вчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Позавчера, 17:39
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

В конце 2021 года российским ВКС передали два новых Су-57. О поставке первого серийного истребителя пятого поколения сообщили в 2020-м.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
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
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: