科學(xué)家開發(fā)了一種新方法，通過在單壁碳納米管(SWCNT)表面應(yīng)用氣溶膠摻雜溶液來微調(diào)其光電特性，從而為SWCNT在光電子領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新途徑，其研究結(jié)果發(fā)表在《物理化學(xué)快報》上。

見證了可折疊和可彎曲屏幕在市場上的出現(xiàn)，促進(jìn)了獨(dú)特材料的開發(fā)，并為幾乎任何形狀和尺寸的下一代產(chǎn)品鋪平了道路。采用先進(jìn)的解決方案，單壁碳納米管制備的透明導(dǎo)電薄膜(TCF)被視為柔性透明電子器件的關(guān)鍵元件。

與傳統(tǒng)n型透明剛性導(dǎo)體(如摻雜錫的氧化銦或摻雜鋁的氧化鋅)不同，柔性和可拉伸的單壁碳納米管薄膜具有p型(孔型)導(dǎo)電性。然而，對單壁碳納米管電子性能的控制較差，是其廣泛工業(yè)應(yīng)用的主要障礙。這對于光電應(yīng)用來說尤其如此，通常需要對電導(dǎo)率和費(fèi)米能級等進(jìn)行有效控制。碳納米管通常用摻雜劑處理：單壁碳納米管導(dǎo)電性是通過使用三種最常見的摻雜方法之一來增強(qiáng)：滴鑄、自旋涂層或浸涂涂層。

這方法可以顯著降低原始單壁碳納米管薄膜的電阻(高達(dá)15倍)，但不能確?？臻g均勻性，且可擴(kuò)展性較差。這就導(dǎo)致了液體溶劑的不均勻蒸發(fā)，產(chǎn)生了咖啡環(huán)效應(yīng)。此外，這些技術(shù)都無法精確控制單壁碳納米管中的費(fèi)米能級。由Albert Nasibulin教授領(lǐng)導(dǎo)的Skoltech實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家開發(fā)了一種新方法，確保單壁碳納米管的均勻、可控和易于重現(xiàn)的氣溶膠摻雜。新方法獲得的性能開辟了新領(lǐng)域，促使目前流行的剛性透明金屬氧化物導(dǎo)體被柔性透明電子器件取代。

研究并創(chuàng)造了基于高導(dǎo)電性透明薄膜的新應(yīng)用，該方法可以很容易地調(diào)整單壁碳納米管薄膜參數(shù)，這要?dú)w功于摻雜氣溶膠顆粒的定時沉積。專門為碳納米管開發(fā)的新微調(diào)方法可以應(yīng)用于其他低維材料的電子結(jié)構(gòu)。該方法是基于摻雜溶液(乙醇中的HAuCl4)的氣溶膠化和均勻氣溶膠顆粒，在納米管薄膜表面的時間控制沉積，這為傳統(tǒng)和靈活的光電子開辟了一條新道路，既可以取代現(xiàn)有的銦錫氧化物電極，又可以開發(fā)高導(dǎo)電透明薄膜的新應(yīng)用。

博科園｜研究/來自：斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)學(xué)院

參考期刊《?物理化學(xué)快報》

DOI：10.1021 / acs.jpclett.9b01498

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