ความก้าวหน้าในการวิจัยฟิล์มบางนำไฟฟ้าใสประสิทธิภาพสูงของคาร์บอนนาโนทิวบ์

เมื่อเร็วๆ นี้ สถาบันวิจัยโลหะแห่งสถาบันวิทยาศาสตร์จีนและสถาบันวิจัยวัสดุแห่งมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเซี่ยงไฮ้ได้นำวิธีการสะสมไอเคมีด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาลอยตัวมาใช้เพื่อเตรียมฟิล์มตัวนำใส สวท.กท. ที่มีโครงสร้างเชื่อมด้วยคาร์บอนและการกระจายตัวแบบเดี่ยว เมื่อควบคุมความเข้มข้นของนิวเคลียสของ สวท.กท. แล้ว ประมาณ 85% ของนาโนท่อคาร์บอนในฟิล์มบางที่ได้จะมีรูปร่างเป็นรากเดี่ยว ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่จะเป็นมัดของท่อเล็กๆ ที่ประกอบด้วย สวท.กท. 2 ถึง 3 ตัว ยิ่งไปกว่านั้น การควบคุมความเข้มข้นของแหล่งกำเนิดคาร์บอนในโซนปฏิกิริยาจะทำให้เกิดโครงสร้างเชื่อมคาร์บอนที่จุดตัดของเครือข่าย สวท.กท.

การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างที่ยึดด้วยคาร์บอนนี้สามารถเปลี่ยนหน้าสัมผัสแบบช็อตต์กี้ระหว่าง สวท.กท. ที่เป็นสารกึ่งตัวนำโลหะให้เป็นหน้าสัมผัสแบบเกือบโอห์มิก ซึ่งจะช่วยลดความต้านทานของหน้าสัมผัสระหว่างท่อได้อย่างมาก เนื่องจากคุณสมบัติโครงสร้างเฉพาะตัวดังกล่าวข้างต้น ฟิล์ม สวท.กท. ที่ได้จึงมีความต้านทานแผ่นเพียง 41 Ω/□ ที่อัตราการส่งผ่านแสง 90% หลังจากการเติมกรดไนตริกแล้ว ความต้านทานแผ่นจะลดลงอีกเหลือ 25 Ω/□ ซึ่งสูงกว่านาโนท่อคาร์บอนที่มีการรายงาน ประสิทธิภาพของฟิล์มนำไฟฟ้าใสได้รับการปรับปรุงเพิ่มขึ้นมากกว่า 2 เท่าและเหนือกว่า อิโตะ บนพื้นผิวที่มีความยืดหยุ่น อุปกรณ์ต้นแบบไดโอดเปล่งแสงอินทรีย์แบบยืดหยุ่น (โอแอลอีดี) ที่สร้างขึ้นโดยใช้ฟิล์มตัวนำใส สวท.กท. ประสิทธิภาพสูงนี้มีประสิทธิภาพกระแสไฟฟ้าสูงกว่าค่าสูงสุดที่รายงานของอุปกรณ์ สวท.กท. โอแอลอีดี ถึง 7.5 เท่า และยังมีความยืดหยุ่นและเสถียรภาพที่ยอดเยี่ยม

การศึกษาครั้งนี้เริ่มต้นจากการออกแบบและควบคุมโครงสร้างเครือข่าย สวท.กท. แก้ไขปัญหาสำคัญที่จำกัดการปรับปรุงคุณสมบัติการนำไฟฟ้าแบบโปร่งใสได้อย่างมีประสิทธิภาพ และได้ฟิล์ม สวท.กท. ที่มีความยืดหยุ่นที่ยอดเยี่ยมและคุณสมบัติการนำไฟฟ้าแบบโปร่งใส ซึ่งคาดว่าจะส่งเสริม สวท.กท. ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่น การประยุกต์ใช้จริง ผลการวิจัยที่สำคัญเพิ่งได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร ศาสตร์ ความก้าวหน้า เมื่อเร็วๆ นี้