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

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.

©Wikipedia

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.

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, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Вчера, 11:54
Александр Березин

Среди полностью привитых препаратом от центра «Вектор» процент заболевших Covid-19 слабо отличим от процента заболевших среди тех, кто не прошел вакцинацию. В то же время среди привитых другими вакцинами этот показатель в несколько раз ниже, чем среди непривитых.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

28 июля
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: