Loading...

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. ИсследованиеопубликовановжурналеThe Journal of Physical Chemistry Letters.

skoltech ru

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 плёнки 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 трёх методов нанесения легирующих элементов: прокапывание, раскрутка или погружение в раствор. Хотя эти методы и позволяют значительно снизить (в 15 раз) сопротивление ОУНТ плёнок, полученных после синтеза, они обладают рядом недостатков, среди которых – пространственная неоднородность и сложность масштабирования. Всё это приводит к неравномерному испарению растворителя и, следовательно, к эффекту кофейных колец на поверхности плёнки. Такжени один из перечисленных методов не позволяет контролировать положение уровня Ферми для плёнок из ОУНТ”, ‒ рассказывает аспирант Сколтеха Алексей Цапенко.

Учёные 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 распространённых, но не гибких прозрачных проводников на основе оксидов металлов, так и в разработке новых приложений на основе высокопроводящих прозрачных плёнок.

“Наш метод позволяет легко настраивать требуемые параметры для плёнок из ОУНТ. Всё это достигается путём варьирования времени осаждения аэрозольных частиц содержащих легирующие элементы”, – поясняет Алексей.

Команда исследователей, работавших над проектом, отмечает, что разработанный подход может быть применён не только для углеродных нанотрубок, но и для тонкой настройки электронной структуры других низко-размерных материалов.

*****

Сколковский институт науки и технологий (Сколтех)негосударственное научно-образовательное учреждение. Созданный в 2011 году при участии Массачусетского технологического института (МТИ), институт готовит новые поколения исследователей и предпринимателей, развивает научные знания и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром в новом тысячелетии. Сколтех строит свою работу, опираясь на опыт лучших российских и международных образовательных и исследовательских институтов. При этом особый акцент делается на преподавание навыков предпринимательской и инновационной деятельности. Сайт: http://www.skoltech.ru/

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить