高性能碳纳米管透明导电薄膜研究取得进展 オンライン カジノ クルーズ
作者:李涛
审核:李涛
日期:2018年05月09日 00:00
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高性能碳纳米管透明导电薄膜研究取得进展
文章来源:金属研究所发布时间:2018-05-08
透明导电薄膜是触控屏、平板显示器、光伏电池、有机发光二极管等电子和光电子器件的重要组成部件。氧化铟锡(ITO)是当前应用最为广泛的透明导电薄膜材料,但ITO不具有柔性且铟资源稀缺,难以满足柔性电子器件等的发展需求。单壁碳纳米管(SWCオンライン カジノ クルーズ)相互搭接形成的二维网络结构具有柔韧、透明、导电等特点,是构建柔性透明导电薄膜的理想材料。但已报道SWCオンライン カジノ クルーズ薄膜的透明导电性能仍与ITO材料有较大差距。因此,进一步提高SWCオンライン カジノ クルーズ薄膜的透明导电特性是实现其器件应用的关键。分析表明,SWCオンライン カジノ クルーズ透明导电薄膜中的管间接触电阻和管束聚集效应是制约其性能提高的主要瓶颈。一方面,由于SWCオンライン カジノ クルーズ之间的接触面积小且存在肖特基势垒,载流子在搭接处的隧穿效应较弱,使得管间接触电阻远高于SWCオンライン カジノ クルーズ的自身电阻;另一方面,虽然SWCオンライン カジノ クルーズ的直径一般仅为1-2nm,但由于范德华力的作用其通常聚集成直径几十、上百纳米的管束以降低表面能;管束内部的SWCオンライン カジノ クルーズ会吸光而降低薄膜的透光率,但对薄膜的电导几乎没有贡献。因此,研制高性能SWCオンライン カジノ クルーズ柔性透明导电薄膜的关键是获得单根分散、低接触电阻的SWCオンライン カジノ クルーズ网络结构。
最近,中国科学院金属研究所与上海科技大学物质学院联合培养的博士研究生蒋松在金属所先进炭材料研究部的导师指导下与合作者采用浮动催化剂化学气相沉积法制备出具有“碳焊”结构、单根分散的SWCオンライン カジノ クルーズ透明导电薄膜(图1A)。通过控制SWCオンライン カジノ クルーズ的形核浓度,所得薄膜中约85%的碳管以单根形式存在(图1B),其余主要为由2-3根SWCオンライン カジノ クルーズ构成的小管束。进而,通过调控反应区内的碳源浓度,在SWCオンライン カジノ クルーズ网络的交叉节点处形成了“碳焊”结构(图1A)。研究表明该碳焊结构可使金属性-半导体性SWCオンライン カジノ クルーズ间的肖特基接触转变为近欧姆接触(图1C-F),从而显著降低管间接触电阻。由于具有以上独特的结构特征,所得SWCオンライン カジノ クルーズ薄膜在90%透光率下的方块电阻仅为41Ω □-1;经硝酸掺杂处理后,其方块电阻进一步降低至25Ω □-1,比已报道碳纳米管透明导电薄膜的性能提高2倍以上,并优于柔性基底上的ITO(图2A-B)。利用这种高性能SWCオンライン カジノ クルーズ透明导电薄膜构建了柔性有机发光二极管(OLED)原型器件,其电流效率达到已报道SWCオンライン カジノ クルーズ OLED器件最高值的7.5 倍(图2C-D),并具有优异的柔性和稳定性。
该研究从SWCオンライン カジノ クルーズ网络结构的设计与调控出发,有效解决了限制其透明导电性能提高的关键问题,获得了具有优异柔性和透明导电特性的SWCオンライン カジノ クルーズ薄膜,可望推动SWCオンライン カジノ クルーズ在柔性电子及光电子器件中的实际应用。主要研究结果于5月4日在Science Advances在线发表(Sci. Adv. 4, eaap9264 (2018),DOI: 10.1126/sciadv.aap9264)。该研究工作得到了科技部、基金委、中科院等部署的相关项目的支持。