Ученые разработали высокопроводящий прозрачный электрод на основе углеродных нанотрубок

Полученные результаты могут ускорить развитие гибкой и носимой электроники, основанной на углеродных нанотрубках.

Рынок сенсорной электроники активно растет, и для создания электроники следующего поколения необходимы новые материалы. Устройства и приборы на основе таких материалов должны быть гибкими и растягиваемыми, работать дольше и в условиях любого освещения на улице.

Применяемые в современной электронике прозрачные проводники на основе оксидов металлов имеют ряд недостатков: хрупкость, сложности при использовании в солнечную погоду из-за высокого коэффициента отражения, неестественные цвета пленки электрода, невозможность сгибаться и растягиваться. Все это ограничивает различные возможности применения прозрачных электродов в современных дисплеях и носимой электронике.

Пленки из однослойных углеродных нанотрубок – потенциальные кандидаты электроники будущего, способные заменить наиболее часто используемые оксиды металлов на основе цинка и олова. Они гибкие, прочные, химически стабильные. Однако для того, чтобы пленки из углеродных нанотрубок все-таки смогли заменить пленки из оксида металла, необходимо улучшить их оптико-электрические характеристики, которые ограничивают их область применения.

Ученым из Сколтеха удалось создать пленки из углеродных нанотрубок, не уступающие по своим характеристикам пленкам из оксидов металлов, широко используемым в электронике.

При производстве таких тонких пленок важным этапом является процесс легирования, он меняет электрические и оптические характеристики получаемого материала. Специалисты усовершенствовали технологию легирования однослойных углеродных нанотрубок, что позволило значительно улучшить характеристики обработанных пленок.

«В нашей работе мы использовали хлорид золота как наиболее эффективный легирующий элемент. С его помощью мы смогли улучшить оптико-электрические характеристики пленок из однослойных углеродных нанотрубок. В частности, мы оптимизировали условия легирования и выбрали оптимальный растворитель для такого легирования.

Мы изучили, как наиболее распространенные растворители при разных температурах оказывают влияние на оптико-электрические характеристики», – рассказывает первый автор исследования, аспирант Сколтеха Алексей Цапенко.

В результатах исследования показаны рекордные значения оптико-электрических характеристик для пленок из однослойных углеродных нанотрубок, а именно, эквивалентное поверхностное сопротивление, равное 40 Ω/□, при пропускании 90% в видимом диапазоне спектра. Полученные значения существенно превосходят описанные ранее для пленок из однослойных углеродных нанотрубок.

Сколтех

401 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.

Показать больше