Avanços na Pesquisa sobre Filmes Finos Condutores Transparentes de Nanotubos de Carbono de Alto Desempenho

Recentemente, o Instituto de Pesquisa de Metais da Academia Chinesa de Ciências e o Instituto de Pesquisa de Materiais da Universidade de Ciência e Tecnologia de Xangai adotaram um método de deposição química de vapor de catalisador flutuante para preparar filmes condutores transparentes de SWCNT com uma estrutura "soldada a carbono" e uma única dispersão. Ao controlar a concentração de nucleação dos SWCNTs, cerca de 85% dos nanotubos de carbono no filme fino obtido existem na forma de uma única raiz, e o restante são principalmente feixes de pequenos tubos compostos de 2 a 3 SWCNTs. Além disso, ao controlar a concentração da fonte de carbono na zona de reação, uma estrutura "carbon weld" é formada na intersecção das redes SWCNT.

Estudos demonstraram que essa estrutura de carbono ligado pode transformar contatos Schottky entre SWCNTs metálicos-semicondutores em contatos quase ôhmicos, reduzindo significativamente a resistência de contato entre tubos. Devido às características estruturais exclusivas acima, o filme SWCNT resultante tem uma resistência de folha de apenas 41 Ω/□ a 90% de transmitância de luz; após a dopagem com ácido nítrico, a resistência da folha diminui ainda mais para 25 Ω/□, o que é maior do que os nanotubos de carbono relatados. O desempenho do filme condutor transparente é melhorado em mais de 2 vezes e é superior ao do ITO no substrato flexível. O protótipo de dispositivo flexível de diodo orgânico emissor de luz (OLED) construído usando esta película condutora transparente SWCNT de alto desempenho tem uma eficiência de corrente de até 7,5 vezes maior que o valor mais alto relatado do dispositivo SWCNT OLED, além de ter excelente flexibilidade e estabilidade.

Este estudo parte do projeto e controle da estrutura de rede SWCNT, resolve efetivamente o problema-chave que limita a melhoria de suas propriedades condutoras transparentes e obtém filmes SWCNT com excelente flexibilidade e propriedades condutoras transparentes, o que deve promover o SWCNT em dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos flexíveis. A aplicação real. As principais descobertas foram publicadas recentemente na Science Advances.