Mato tikėjimą: universalus naujas požiūris į optiškai skaidrius elektrodus | NPP Azijos medžiagos

Mato tikėjimą: universalus naujas požiūris į optiškai skaidrius elektrodus | NPP Azijos medžiagos

Anonim

Dalykai

  • Elektroninės savybės ir medžiagos
  • Optoelektroniniai prietaisai ir komponentai

Nors medžiagos, pasižyminčios puikiu optiniu skaidrumu ir elektriniu laidumu, iš pradžių atrodo nenugalimos, tokios medžiagos yra būtinos daugybei šiuolaikinių technologijų. Skaidriems laidininkams gali būti naudojami skystųjų kristalų, OLED ir kitų ekranų elektrodai, jutikliniai ekranai, elektromagnetinių trukdžių ekranai, skaidrūs šildytuvai (pavyzdžiui, automobilių priekiniai stiklai) ir fotovoltiniai elementai. 1 Daugeliu atvejų, kaip ir plastikiniai pagrindai, mechaninis lankstumas taip pat yra pageidautinas atsižvelgiant į įvairius formos veiksnius, atsparumą smūgiams, gamybą nuo ritinio iki ritinio, gaminio funkcionalumą ir lengvą svorį. Daugeliu atvejų šiam tikslui tradiciškai naudojami sunkiųjų metalų po pereinamojo laikotarpio oksidai, tokie kaip alavu pavidalo indio oksidas (ITO) arba, mažesniu mastu, susiję oksidai. 1 Tačiau ITO kaina yra jautri svyruojančioms indio kainoms, elektros laidumas nėra optimalus, ITO yra korozija daugelyje aplinkų, polikristalinės ITO dangos ant plastiko yra trapios ir mažiau laidžios, o ITO plėvelės auginamos kapitalui imliais dulkinimo procesais. 1 Pagrindinė garų fazės padengimo procesų problema yra faktiškai į substratą perneštos medžiagos procentas, o ITO šis procesas buvo labai optimizuotas, norint gauti didelį derlių. Kiti požiūriai į skaidrias laidžias plėveles yra naudojami laidiems polimerams, 2 metaliniams anglies nanovamzdeliams, 3 grafenui 3 ir metaliniams nanovinių / nanodalelių tinklams 4 (vienas variantas dabar yra komercinis; //www.cimananotech.com/). Visi pastarieji metodai sukuria lanksčias plėveles ant plastiko žemoje augimo temperatūroje. Nepaisant to, tik nedaugelis konkuruoja dėl geriausių ITO filmų bendro skaidrumo ir laidumo, ir visi jie yra būdingi medžiagoms, o tai reiškia, kad laidūs filmai apsiriboja viena medžiaga.

Neseniai paskelbtame „Natūralių nanotechnologijų laiške“ profesorius Yi Cui iš Stanfordo universiteto ir jo komanda pranešė apie universalų, bendrą medžiagą apibūdinantį požiūrį į skaidrų laidžių tinklų, pagrįstų naujomis „nanotransformacijomis“, deponavimą. 5 Kaip parodyta 1a paveiksle, ilgų polimerinių pluoštų tinklai sukuriami elektropurkštu, o tankį ir pluošto matmenis kontroliuoja elektropurškimo sąlygos. Tada pluoštai yra padengiami bet kokiu skaičiumi medžiagų (pavyzdžiui, metalais, lydiniais, siliciu, ITO ir tt), naudojant žemo slėgio garų nusodinimą (pavyzdžiui, dulkinimąsi, garinimą elektronų spinduliu). Dėl žvilgsnio kryptingumo, pluoštai yra padengti tik viena puse. Vėliau ištirpęs polimeras palieka tankius tarpusavyje sujungtus nanotraukų tinklus (1b paveikslas). Šie tinklai gali būti naudojami įvairiems pagrindams, įskaitant popierių, plastiką ir tekstilę, kad būtų gautos stiprios, mechaniškai lanksčios struktūros (1c paveikslas). Metalinių tinklų, tokių kaip varis, sidabras, auksas, optinės ir elektrinės savybės konkuruoja arba viršija geriausių ITO ant stiklo savybes, tačiau yra lanksčios ir tempiamos. Įdomi metalinių lovelių optinė savybė yra ta, kad, palyginti su plokščių nanovielių, skerspjūviai yra mažesni, o modeliavimas rodo, kad nanodalelės pasižymi „šviesos fokusavimo“ savybėmis, kurios gali būti naudingos saulės elementuose ir fotodetektoriuose.

Image

Nanotransporto tinklų gamybos ir perkėlimo į substratą procesas. a ) Polimerinio pluošto audiniai pirmiausia nusodinami elektriniu smulkinimu. Tada juostos yra žvilgsnio linija, padengtos įvairiomis medžiagomis iš garų fazės, audinio polimerinė dalis yra ištirpinama, o susidarę nanotrankiniai tinklai perkeliami į substratus. b ) Aukso pagrindu pagamintų nanotransporto tinklų (kairėje) planų skenavimo elektroninės mikroskopijos atvaizdai (jungtis tarp dviejų nanotrauklių (dešinėje)). c ) Skerspjūvio vaizdas, rodantis nanotraukos kreivę. d ) Aukso nanotransporto tinklų perkėlimas į stiklo, polietilenterftalato, popieriaus, tekstilės ir lenkto stiklo pagrindus (iš kairės į dešinę). Adaptuota iš Cui ir bendradarbių. 5

Visas dydis

Kalbant apie mastelio didinimą, ateityje reikia išspręsti problemą, susijusią su polimerų tinkluose esančios medžiagos išeiga.