Progressi nella ricerca su pellicole sottili conduttive trasparenti in nanotubi di carbonio ad alte prestazioni

Di recente, l'Istituto di ricerca sui metalli dell'Accademia cinese delle scienze e l'Istituto di ricerca sui materiali dell'Università di scienza e tecnologia di Shanghai hanno adottato un metodo di deposizione chimica da vapore con catalizzatore flottante per preparare pellicole conduttive trasparenti SWCNT con una struttura saldata al carbonio e una dispersione singola. Controllando la concentrazione di nucleazione degli SWCNT, circa l'85% dei nanotubi di carbonio nel film sottile ottenuto esiste sotto forma di una singola radice, mentre il resto è costituito principalmente da fasci di piccoli tubi composti da 2 o 3 SWCNT. Inoltre, controllando la concentrazione della fonte di carbonio nella zona di reazione, si forma una struttura di saldatura di carbonio " all'intersezione delle reti SWCNT.

Studi hanno dimostrato che questa struttura legata al carbonio può trasformare i contatti Schottky tra SWCNT metallo-semiconduttore in contatti quasi ohmici, riducendo così significativamente la resistenza di contatto tra i tubi. Grazie alle caratteristiche strutturali uniche di cui sopra, il film SWCNT risultante ha una resistenza di soli 41 Ω/□ al 90% di trasmissione della luce; dopo il drogaggio con acido nitrico, la resistenza di foglio diminuisce ulteriormente a 25 Ω/□, che è superiore a quella dei nanotubi di carbonio segnalati. Le prestazioni della pellicola conduttiva trasparente sono migliorate di oltre 2 volte e sono superiori a quelle dell'ITO sul substrato flessibile. Il prototipo di diodo organico a emissione di luce (OLED) flessibile, costruito utilizzando questa pellicola conduttiva trasparente SWCNT ad alte prestazioni, ha un'efficienza di corrente fino a 7,5 volte superiore al valore più alto riportato per il dispositivo OLED SWCNT e presenta un'eccellente flessibilità e stabilità.

Questo studio parte dalla progettazione e dal controllo della struttura della rete SWCNT, risolve efficacemente il problema chiave che limita il miglioramento delle sue proprietà conduttive trasparenti e ottiene pellicole SWCNT con eccellente flessibilità e proprietà conduttive trasparenti, che dovrebbero promuovere SWCNT in dispositivi elettronici e optoelettronici flessibili. L'applicazione vera e propria. I risultati principali sono stati pubblicati di recente su Science Advances.