Graphene lớn hơn, kéo dài hơn

Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã tìm ra cách tạo ra các màng graphene lớn vừa bền, vừa co giãn và có các đặc tính điện tốt nhất. Những tấm carbon dày nguyên tử này là vật liệu đầy hứa hẹn để chế tạo các điện cực và bóng bán dẫn linh hoạt, có thể nhìn xuyên qua cho màn hình phẳng. Graphene cũng có thể dẫn đến màn hình đi-ốt phát quang hữu cơ có thể gập lại (OLED) và pin mặt trời hữu cơ. Tuy nhiên, không dễ dàng gì để tìm ra cách tạo ra những tấm graphene lớn, chất lượng cao.



giáo dục shirley ann jackson

To và dễ uốn: Một màng graphene trong suốt, mỗi cạnh hai cm, kéo dài và uốn cong khi chuyển sang con dấu cao su. Con dấu có thể được sử dụng để lắng màng trên bất kỳ chất nền nào.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Sungkyunkwan và Viện Công nghệ Tiên tiến Samsung, ở Suwon, Hàn Quốc, đã tạo ra các màng graphene rộng tới 80% trong suốt và có thể uốn cong và kéo dài mà không bị vỡ hoặc mất tính chất điện của chúng. Những người khác đã tạo ra các màng graphene lớn bằng cách sử dụng các kỹ thuật đơn giản hơn, nhưng các màng mới này dẫn điện gấp 30 lần. Ngoài ra, có thể dễ dàng chuyển các màng mới lên các chất nền khác nhau. Chúng tôi đã chứng minh rằng graphene là một trong những vật liệu tốt nhất cho các thiết bị điện tử trong suốt có thể co dãn, Byung Hee Hong , người đã chỉ đạo công việc, được xuất bản trong Thiên nhiên .





Graphene là một chất dẫn điện tuyệt vời, và nó vận chuyển các electron nhanh hơn silicon hàng chục lần. Nó có thể thay thế các điện cực oxit thiếc indium (ITO) giòn hiện đang được sử dụng trong màn hình, pin mặt trời hữu cơ và màn hình cảm ứng. Bóng bán dẫn graphene cũng có thể thay thế bóng bán dẫn màng mỏng silicon, không trong suốt và khó chế tạo trên nhựa.

Cách dễ nhất để tạo ra các mảnh graphene chất lượng cao nhỏ là bóc các lớp graphene ra khỏi than chì (về cơ bản, chỉ là một chồng các tấm graphene). Năm ngoái, một nhóm do giáo sư vật liệu-khoa học và kỹ thuật của Đại học Rutgers dẫn đầu Manish Chhowalla đã nghĩ ra một phương pháp để tạo ra các mảnh có kích thước cm để ứng dụng trong thực tế. Các nhà nghiên cứu đã hòa tan oxit graphit trong nước, tạo ra sự huyền phù của các tấm graphene-oxit riêng lẻ, chúng lắng đọng trên một chất nền dẻo.

Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc sử dụng một phương pháp gọi là lắng đọng hơi hóa học. Đầu tiên, chúng lắng đọng một lớp niken dày 300 nanomet trên bề mặt silicon. Tiếp theo, họ làm nóng chất nền này đến 1.000 Cº với sự có mặt của khí mêtan, và sau đó làm lạnh nhanh chóng xuống nhiệt độ phòng. Điều này để lại những màng graphene có chứa sáu đến mười lớp graphene trên lớp niken. Bằng cách tạo hoa văn cho lớp niken, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra các màng graphene có hoa văn.



Những người khác, chẳng hạn như giáo sư kỹ thuật điện MIT Jing Kong , đang làm việc trên cách tiếp cận tương tự để tạo ra các miếng graphene lớn. Nhưng các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã thực hiện công việc này một bước xa hơn, chuyển các bộ phim sang chất nền linh hoạt trong khi vẫn duy trì chất lượng cao. Việc chuyển tiền được thực hiện theo một trong hai cách. Một là khắc niken đi trong dung dịch để màng graphene nổi trên bề mặt của nó, sẵn sàng được lắng đọng trên bất kỳ chất nền nào. Một thủ thuật đơn giản hơn là sử dụng con dấu cao su để chuyển phim.

Giáo sư vật lý đại học Columbia Philip Kim , đồng tác giả của bài báo mới, nói rằng lắng đọng hơi hóa chất là một trong những cách rẻ nhất để tạo ra graphene chất lượng trên quy mô lớn và phải tương thích với các công nghệ chế tạo chất bán dẫn hiện có. Hiện tại, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra các mảnh 4 inch, nhưng Hong nói rằng họ có thể dễ dàng mở rộng quy trình.

Hong cho biết, các màng graphene mới ít bị lỗi hơn so với các màng graphene trước đây, đó là lý do tại sao chúng dẫn điện cao hơn khoảng 30 lần và có độ linh động cao hơn khoảng 20 lần so với các tấm graphene trước đây. Độ dẫn điện đủ cho một số ứng dụng cấp thấp trong màn hình LCD nhỏ và màn hình cảm ứng, cho biết Để liên hệ với Yang , một giáo sư khoa học và kỹ thuật vật liệu tại Đại học California, Los Angeles. Tuy nhiên, ông cho biết thêm, độ dẫn điện vẫn cần phải tốt hơn gấp 10 lần để có thể thay thế ITO trong pin mặt trời hữu cơ và OLED.

Nhiều vật liệu khác đang được xem xét cho các thiết bị điện tử trong suốt, có thể uốn cong. Ống nano carbon có thể là một đối thủ khó khăn. Ví dụ: các nhà nghiên cứu đang đạt được bước tiến trong việc tạo ra các bóng bán dẫn ống nano linh hoạt, và Unidym , có trụ sở tại Menlo Park, CA, sẽ sớm bắt đầu bán màng nhựa phủ ống nano, có thể được sử dụng thay cho lớp phủ ITO trên màn hình.

Những người khác đã tạo ra các bóng bán dẫn linh hoạt, có thể nhìn xuyên qua bằng cách sử dụng lớp phủ oxit indium, hoặc dây nano oxit kẽm và oxit indium. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu của Đại học Michigan đã tạo ra các điện cực trong suốt bằng cách sử dụng một mạng lưới các dây kim loại rất mỏng.

Lợi thế của Graphene có thể là sức mạnh đặc biệt và tính di động cao (được dự đoán là gấp đôi so với ống nano). Tao He, một nhà nghiên cứu graphene tại Đại học Rice, nói rằng giá trị độ dẫn điện và tính di động của các màng mới rất ấn tượng. Tôi không thấy [công trình nào khác] tương tự hoặc có thể so sánh với công trình này, anh ấy nói, đồng thời nói thêm rằng công trình mới có thể giúp sản xuất đồ điện tử graphene linh hoạt với quy mô lớn, chi phí thấp có thể thực hiện được.

giấu

Công Nghệ ThựC Tế.

Thể LoạI

Chưa Được Phân Loại

Công Nghệ

Công Nghệ Sinh Học

Chính Sách Công Nghệ

Khí Hậu Thay Đổi

Con Người Và Công Nghệ

Thung Lũng Silicon

Tin Học

Tạp Chí Mit News

Trí Tuệ Nhân Tạo

Khoảng Trống

Những Thành Phố Thông Minh

Chuỗi Khối

Câu Chuyện Nổi Bật

Hồ Sơ Cựu Sinh Viên

Kết Nối Cựu Sinh Viên

Tính Năng Mit News

1865

Quan Điểm Của Tôi

77 Đại Lộ Mass

Gặp Gỡ Tác Giả

Hồ Sơ Hào Phóng

Đã Nhìn Thấy Trong Khuôn Viên Trường

Thư Của Cựu Sinh Viên

Tin Tức

Bầu Cử 2020

Có Chỉ Mục

Dưới Mái Vòm

Vòi Chữa Cháy

Truyện Vô Hạn

Dự Án Công Nghệ Đại Dịch

Từ Tổng Thống

Truyện Bìa

Triển Lãm Ảnh

Tạp Chí Tin Tức Mit

Đề XuấT