科学家开发了一种新方法，通过在单壁碳纳米管(SWCNT)表面应用气溶胶掺杂溶液来微调其光电特性，从而为SWCNT在光电子领域的应用开辟了新途径，其研究结果发表在《物理化学快报》上。见证了可折叠和可弯曲屏幕在市场上的出现，促进了独特材料的开发，并为几乎任何形状和尺寸的下一代产品铺平了道路。采用先进的解决方案，单壁碳纳米管制备的透明导电薄膜(TCF)被视为柔性透明电子器件的关键元件。
与传统n型透明刚性导体(如掺杂锡的氧化铟或掺杂铝的氧化锌)不同，柔性和可拉伸的单壁碳纳米管薄膜具有p型(孔型)导电性。然而，对单壁碳纳米管电子性能的控制较差，是其广泛工业应用的主要障碍。这对于光电应用来说尤其如此，通常需要对电导率和费米能级等进行有效控制。碳纳米管通常用掺杂剂处理：单壁碳纳米管导电性是通过使用三种最常见的掺杂方法之一来增强：滴铸、自旋涂层或浸涂涂层。
这方法可以显著降低原始单壁碳纳米管薄膜的电阻(高达15倍)，但不能确保空间均匀性，且可扩展性较差。这就导致了液体溶剂的不均匀蒸发，产生了咖啡环效应。此外，这些技术都无法精确控制单壁碳纳米管中的费米能级。由Albert Nasibulin教授领导的Skoltech实验室科学家开发了一种新方法，确保单壁碳纳米管的均匀、可控和易于重现的气溶胶掺杂。新方法获得的性能开辟了新领域，促使目前流行的刚性透明金属氧化物导体被柔性透明电子器件取代。
研究并创造了基于高导电性透明薄膜的新应用，该方法可以很容易地调整单壁碳纳米管薄膜参数，这要归功于掺杂气溶胶颗粒的定时沉积。专门为碳纳米管开发的新微调方法可以应用于其他低维材料的电子结构。该方法是基于掺杂溶液(乙醇中的HAuCl4)的气溶胶化和均匀气溶胶颗粒，在纳米管薄膜表面的时间控制沉积，这为传统和灵活的光电子开辟了一条新道路，既可以取代现有的铟锡氧化物电极，又可以开发高导电透明薄膜的新应用。
博科园｜研究/来自：斯科尔科沃科学技术学院
参考期刊《物理化学快报》
DOI：10.1021 / acs.jpclett.9b01498
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