Dokunmatik ekranlarda ve güneş pillerinde kullanılan karbon nanotüp filmlerinde kötü kirletici maddelerin eksik olduğu ortaya çıktı

3 Haziran 2024Lexi Corner tarafından değerlendirildi

Skoltech bilim adamları, güneş panellerinin, dokunmatik ekranların ve daha fazlasının performansını artırmak için tüm doğru özelliklere sahip karbon nanotüp filmler sağlamak üzere hızlı, ölçeklenebilir, sıfır atıklı bir kimyasal işleme teknolojisi önerdiler. Son sayısında bildirildi karbonEkibin deneyleri, yüksek sıcaklıklarda az miktarda nitrojen dioksite maruz kalmanın, karbon nanotüp filmlerini şeffaflığı ve elektrik iletkenliğini artıracak şekilde değiştirdiğini ve bu değişikliğin bozulmaya karşı direnç gösterdiğini gösteriyor.

Karbon nanotüp membranlar elektriği iletir ve ışığın geçmesine izin verir, bu da onları şeffaf elektrotlar için mükemmel bir malzeme haline getirir. Bunlar, eskiden kırılgan ve sürdürülemez indiyum kalay oksit filmler ve diğer geleneksel malzemelere dayanan güneş pilleri ve dokunmatik ekranlar için gereklidir. Bugün itibariyle, başka elementlerin ilave atomlarıyla katkılanmış karbon nanotüpler, daha iyi iletkenlik ve şeffaflığın yanı sıra esnek cihazlar için bükme kapasitesi de sağlıyor.

“Doping burada çok önemli. Ne yazık ki mevcut teknoloji, gerekli özelliklere sahip olan karbon nanotüplerin saf haliyle üretilmesine izin vermiyor. Ancak kullanılan kimyasala bağlı olarak, nanotüplerin özelliklerini değiştiren bir dizi doping maddesi var. Film ya son derece iletkendir, ya şeffaftır ya da sabittir. Biraz şansla bu üç özelliğin ikisine sahip olabilirsiniz. Biz bu üç özelliği birleştirmeyi başardık!” çalışmanın baş araştırmacısı Fotonik Merkezi’nden Profesör Albert Nesibullen dedi.

Yaygın bir doping maddesi örneğin hidrojen tetrakloroattır. Oldukça iyi şeffaflığın yanı sıra nanotüplerin elektriksel iletkenliği açısından en yüksek performansı sunar. Ancak bu değişiklik oldukça kararsızdır, dolayısıyla etkisi hızla kaybolur. Bakır bromür ve diğer metal halojenürler iyi bir stabilite ve iletkenlik kombinasyonu sağlar, ancak şeffaflık zayıftır. Günümüzde karbon nanotüpleri aşılamak için kullanılan herhangi bir kimyasal için de benzer ödünleşimler mevcuttur.

“Her açıdan iyi bir çözüm bulduk. Doping maddemiz nitrojen dioksit adı verilen ve bazen parlak turuncu renginden dolayı ’tilki kuyruğu’ olarak da anılan bir gazdır. Aslında, nitrojen dioksit adı verilen bir gazdır. Bu gaz, His nanotüplerine maruz kaldığında çok daha düşük sıcaklıklarda meydana gelir. Biraz şans eseri, ortaya çıkan değişikliklerin çok kararlı olduğu farklı bir sıcaklık aralığı bulduk. Gaz fazındaki bir maddeyle çalışmanın bir başka faydası da doping teknolojisini hızlı hale getirmesidir. , ölçeklenebilir ve israfa yol açan Nitrojen dioksitin mevcut teknolojik süreçlere dahil edilmesi ve reaktörden çıkarılması kolay olacaktır çünkü 20 santigrat dereceye soğutulduğunda sıvıya dönüşür. çalışmanın ortak yazarı Yardımcı Doçent Dmitry Krasnikov eklendi.

Araştırmaya göre, bir yıl boyunca yeni uyarıcıların etkisi kısa bir süre içinde yalnızca 1,5 kat azalıyor ve bunu istikrarlı bir stabilizasyon takip ediyor; bu durum uzun bir süre boyunca mevcut olanın 3 katı. Tetrakloroat şampiyonu. Yeni maddenin iletkenlik üzerindeki etkisi tetrakloroatınkine benzer ve diğer herhangi bir maddenin etkisinden daha iyidir. Şeffaflık da iyidir: Bir gaz olduğundan NO2, yalnızca moleküler kalınlıkta bir katman sağlayan karbon nanotüp filmlerine çok katmanlı adsorpsiyonu önlüyor gibi görünmektedir. Tetrakloroat da dahil olmak üzere katılaştırıcı maddelerden farklı olarak, daha önce biriken parçacıkların üzerine hiçbir ek parçacık yerleşmez.

Ekip, karbon nanotüplere dayanan ve nitrojen dioksit katkılı şeffaf elektrotların yakında fotovoltaik elemanlara, dokunmatik ekranlara ve evlerde, arabalarda veya kamusal alanlardaki diğer etkileşimli yüzeylerde yerini alacağını umuyor. Bu elektrotlar aynı zamanda biyouyumlu olacak ve böylece implante edilebilir cihazlarda uygulama alanı bulabilecek. 6G iletişimlerinde, tıbbi görüntülemede ve X-ışını içermeyen güvenlik taramasında terahertz radyasyonundan yararlanmak için çok odaklı Fresnel bölge plakası gibi optik bileşenler de yeni doping maddesi kullanılarak elde edilen karbon nanotüp filmlerin gelişmiş özelliklerinden yararlanacak.