Создан новый метод тонкой настройки характеристик однослойных углеродных нанотрубок — Naked Science
24.07.2019
6 минут
Сколтех
116

Создан новый метод тонкой настройки характеристик однослойных углеродных нанотрубок

Ученые из Центра фотоники и квантовых материалов Сколтеха разработали новый способ для тонкой настройки оптоэлектрических характеристик однослойных углеродных нанотрубок.

Метод основан на аэрозольном нанесении на поверхность нанотрубок легирующих элементов, изменяющих их свойства. Полученные результаты значительно расширяют возможности для применения однослойных углеродных нанотрубок в оптоэлектронике. Исследование опубликовано в журнале The Journal of Physical Chemistry Letters.

Появление в этом году на рынке гибких экранов послужило большим толчком к разработке новых материалов с уникальными характеристиками. В будущем такие материалы позволят создавать электронику почти с любыми формами и размерами.

Прозрачные и проводящие пленки на основе наиболее перспективного материала – однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ), рассматриваются как базовый элемент гибкой и прозрачной электроники. При сравнении с традиционными для индустрии негибкими прозрачными проводниками n-типа (такими как, например, оксид индия легированный оловом или оксид цинка легированный алюминием), ОУНТ гибкие и растягиваемые, и к тому же они первоначально обладают проводимостью p-типа (носителями заряда служат не электроны, а дырки).

Основное препятствие, мешающие повсеместному использованию ОУНТ в индустрии – сложность в контроле их электронных характеристик, что часто необходимо, особенно в оптоэлектронике, где требуется контролировать проводимость и положение уровня Ферми – важной характеристики состояния электронов. Углеродные нанотрубки обычно легируют – вносят в них примесь другого вещества.

«На данный момент для увеличения проводимости ОУНТ наиболее часто используют один из трех методов нанесения легирующих элементов: прокапывание, раскрутка или погружение в раствор. Хотя эти методы и позволяют значительно снизить (в 15 раз) сопротивление ОУНТ пленок, полученных после синтеза, они обладают рядом недостатков, среди которых – пространственная неоднородность и сложность масштабирования.

Все это приводит к неравномерному испарению растворителя и, следовательно, к эффекту кофейных колец на поверхности пленки. Также ни один из перечисленных методов не позволяет контролировать положение уровня Ферми для пленок из ОУНТ», ‒ рассказывает аспирант Сколтеха Алексей Цапенко.

Ученые из лаборатории профессора Сколтеха Альберта Насибулина разработали новый аэрозольный подход для равномерного, контролируемого и легко воспроизводимого легирования ОУНТ. Характеристики, которых удалось добиться с помощью нового метода открывают новые возможности для гибкой и прозрачной электроники, как в замене ныне широко распространенных, но не гибких прозрачных проводников на основе оксидов металлов, так и в разработке новых приложений на основе высокопроводящих прозрачных пленок.

«Наш метод позволяет легко настраивать требуемые параметры для пленок из ОУНТ. Все это достигается путем варьирования времени осаждения аэрозольных частиц содержащих легирующие элементы», – поясняет Алексей. Команда исследователей, работавших над проектом, отмечает, что разработанный подход может быть применен не только для углеродных нанотрубок, но и для тонкой настройки электронной структуры других низко-размерных материалов.

Сколтех
76 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.
Вчера, 15:12
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

Позавчера, 09:37
7 минут
Сергей Васильев

Магнитосфера Земли была достаточно сильной еще до того, как у планеты появилось внутреннее ядро и заработал механизм «геомагнитного динамо»: похоже, на первых этапах ее подпитывал совершенно другой механизм.

Вчера, 14:50
34 минуты
Александр Березин

SpaceX рассчитывает к 2050 году создать на Марсе колонию на миллион человек. Звучит абсурдно: осталось всего 30 лет, а до первого полета на Марс еще многие годы. Некоторые ученые, включая российских, считают планы Маска «фантазией» и «пропагандой». Тем не менее сама по себе постройка миллионной колонии на Красной планете вполне реальна. Разберемся, почему и отчего в это так трудно поверить остальному миру.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: