Одностенные углеродные нанотрубки обладают превосходными механическими, электрическими и оптическими свойствами и могут использоваться в качестве прозрачных электродных материалов или материалов полупроводниковых каналов в области гибких и прозрачных электронных устройств и поэтому считаются одним из наиболее конкурентоспособных материалов-кандидатов. Высокоэффективная макрообработка высококачественной пленки углеродных нанотрубок стала ключевой проблемой при практическом применении материала. Во-первых, размер однослойной пленки углеродных нанотрубок, приготовленной до сих пор, обычно составляет порядка сантиметров, а метод подготовки партии не может соответствовать масштабу. Требования к применению. Во-вторых, из-за введения примесей и структурных дефектов в процессе получения пленки углеродных нанотрубок фотоэлектрические характеристики пленки ухудшаются, что намного ниже теоретического значения предсказания, поэтому разработка эффективного, макроподготовленного высокого качества Важное значение имеет способ получения пленки с однослойной углеродной нанотрубкой.
В последнее время команда Sun Dongming из отдела исследований усовершенствованных углеродных материалов Института металловедения, Китайской академии наук и команды Лю Чанга предложила технологию непрерывного синтеза, осаждения и переноса однослойных пленок углеродных нанотрубок, добиваясь высококачественных одностенных углеродных нанометров размера измерителя. Непрерывная подготовка трубчатых пленок, и на их основе, для создания высокоэффективных устройств с полностью углеродным тонкопленочным транзистором (TFT) и интегральной схемой (ИС). Исследователи используют метод осаждения из паровой фазы с плавающим катализатором для непрерывного выращивания однослойных углеродных наночастиц в высокотемпературной области реактора. Затем пробирку собирают с помощью газофазной фильтрации и системы переноса при комнатной температуре и переносят на гибкую ПЭТ-подложку методом переноса ролика в рулон для получения пленки с однослойной углеродной нанотрубкой, имеющей длину более 2 м. Результаты показывают, что воздушный поток в фильтровальной системе имеет равномерное распределение скорости потока воздуха, когда скорость на выходе регулируется так, что процесс фильтрации находится в равновесии (рис.1). Однослойная углеродная наночастица, полученная этим способом. Трубчатая пленка обладает превосходными фотоэлектрическими свойствами и равномерностью распределения, а ее светопроницаемость составляет 90% при длине волны 550 нм, а сопротивление листа составляет 6 5 Ом / □ (рис.2). Исследователи использовали подготовленную пленку углеродных нанотрубок для создания высокоэффективного полноуглеродистого гибкого прозрачного транзистора (рис.3) и гибкой полноугольной интегральной схемы, такой как вентиль XOR, кольцевой генератор 101-го порядка (рис.4). ).
Это первый случай, когда исследователи разработали технологию непрерывного роста, осаждения и переноса однослойных пленок углеродных нанотрубок с рисовой длиной. Полученные однослойные пленки углеродных нанотрубок и их транзисторы обладают отличными фотоэлектрическими свойствами и разработаны для будущего использования на основе одиночных стенок. Работа была одобрена Национальным научным фондом Китая, Национальной ключевой научно-исследовательской программой, Китайским постдокторским научным фондом, Программой развития китайской академии наук, Программой талантов Ляонин, Молодежью Поддержка тысяч людей и т. Д. Технология непрерывной подготовки однослойной углеродной нанотрубной пленки получила патент на изобретение в Китае (ZL201410486883.1), и связанный с ним документ был недавно опубликован в «Усовершенствованных материалах».
Рис.1 Получение пленки из однослойной углеродной нанотрубки риса (а) Схематическая диаграмма непрерывного синтеза, осаждения и переноса углеродных нанотрубок. (Б) Экспериментальная установка. (С) Однослойная пленка углеродной нанотрубки на гибкой ПЭТ-подложке (d) Рулон пленки из однослойной углеродной нанотрубки. (e) Симуляционная кривая скорости газа. (f) Результаты моделирования распределения воздушного потока в равновесии.
Рисунок 2 Фотоэлектрическая характеристика однослойной пленки углеродных нанотрубок (а) Характеристика распределения поверхности пропускания света. (Б) Характеристика распределения поверхности листового сопротивления. (C) Сравнение свойств пленки.
Рисунок 3. Гибкое многоугольное устройство большой площади. (A) Фотография гибкого прозрачного всеуглеродного устройства. (B) Кривая оптического пропускания устройства. (C) Принципиальная схема полноуглеродистой TFT-структуры.
Рисунок 4. Полные логические ворота с углеродной логикой и кольцевой генератор. (A) Замок XOR. (B) Оптическая фотография затвора XOR. (C) Входная и выходная характеристическая кривая входа XOR. (D) Оптическое изображение 101-го кольцевого генератора. e) Входная и выходная кривая кольцевого генератора 101-го порядка.
