В Сколтехе под руководством профессора Альберта Насибулина разработали способ совершенствования оптики и электрики пленок на основе углеродных нанотрубок.
Результаты исследования способны ускорить развитие гибкой и портативной электроники с использованием углеродных нанотрубок.
Сенсорная электроника стремительно развивается, поэтому для создания устройств будущего требуются инновационные материалы. Новое поколение аппаратов должно быть гибким, способным растягиваться, обладать долгим сроком службы и функционировать при любых внешних условиях.
Прозрачные проводники на базе оксидов металлов, используемые в современной электронике, обладают рядом недостатков: хрупкость, сложности при применении в солнечную погоду из-за высокого коэффициента отражения, неестественные цвета пленки электрода, отсутствие возможности сгибаться и растягиваться. Вследствие этого возможности применения прозрачных электродов в современных дисплеях и носимой электронике ограничены.
Пленки из однослойных углеродных нанотрубок – перспективные материалы для электроники будущего. Возможность замены широко применяемых оксидов металлов на основе цинка и олова выглядит привлекательной. Гибкость, прочность и химическая стабильность пленки радуют. Но реализовать полную замену требует улучшения оптико-электрических характеристик, ограничивающих применение материала.
Учёные из университета Сколтех разработали плёнки из углеродных нанотрубок, которые ничем не уступают плёнками из металлических оксидов, применяемых в электронной технике.
В процессе изготовления тонких пленок легирование служит важным этапом, так как меняет электрические и оптические свойства получаемого материала.
Специалисты оптимизировали технологию легирования однослойных углеродных нанотрубок, что существенно повысило характеристики обработанных пленок.
В ходе работы использовался хлорид золота как наиболее эффективный элемент для легирования. Благодаря ему удалось улучшить оптико-электрические характеристики пленок из однослойных углеродных нанотрубок. Оптимизированы условия легирования, выбран оптимальный растворитель для данной процедуры.
«Мы выяснили, как самые популярные растворители при различных температурах воздействуют на оптоэлектронные свойства», — делится первым автором работы, аспирантом Сколтеха Алексеем Цапенко.
Исследование показало рекордные оптико-электрические характеристики пленок из однослойных углеродных нанотрубок: эквивалентное поверхностное сопротивление — 40 Ом/кв., пропуск в видимом диапазоне спектра — 90%. Полученные показатели значительно превышают описанные ранее для подобных пленок.
