Graphene - Il Substrato per Elettronica Di Plastica

dal Professor Kian Ping Loh

Ping Loh, Dipartimento del Professor Kian di Chimica, Università Nazionale di Singapore
Autore Corrispondente: chmlohkp@nus.edu.sg

Gli elettrodi Trasparenti e di conduzioni sono necessari per le applicazioni in piattaforma di conversione di energia e delle pile solari come la dissociazione dell'acqua. Fin qui, ci non sono molti tipi di elettrodi trasparenti e di conduzioni che possono essere mass produced economico. Disponibili sul servizio sono i materiali dell'elettrodo come l'Ossido di Stagno dell'Indio (ITO) e l'ossido di stagno verniciato Fluoro. L'offerta di diminuzione di indio e del suo costo crescente motiva lo scienziato per cercare un materiale alternativo dell'elettrodo. Inoltre, ITO è fragile e può nè essere utilizzato nell'elettronica flessibile nè essere elaborato termicamente a temperatura elevata.

Un tipo molle materiale della membrana che è meccanicamente duro e flessibile è necessario. Graphene è un a un solo strato della lamiera sottile del carbonio con gli atomi di carbonio collegati in una rete cristallina del favo. Risulta che altamente conducendo, le pellicole ultrasottili del graphene possono essere un buon sostituto per ITO in tutta l'a elettronica flessibile basata a carbonio a causa della sue trasparenza e natura flessibile.

Graphene è stato estesamente studiato dovuto i sui beni elettronici e meccanici unici come pure il suo ruolo ardentemente aggettante nella rivoluzione tecnologica di CMOS del posto del tutto carbonio.1-3 La Sua (2D) struttura aromatica bidimensionale della lamiera sottile come pure la sua alta conducibilità, la trasparenza, concentrazione meccanica e la flessibilità, comunica i grandi vantaggi su graphene come materiale del candidato per lo sviluppo “di elettronica di plastica.„

In linea di principio il costo non dovrebbe essere una questione importante per la produzione di graphene poiché può essere prodotto tramite applicazione a spruzzo chimica (CVD) facendo uso di metano mentre l'alimentazione del gas, diluita in idrogeno o argon.4,5 La crescita ed il rotolo di Ampia area per laminare il trattamento del graphene ora sta prendparteendo alla prima fase di produzione commerciale. le pellicole CVD-depositate del graphene possono essere trasferite su vetro per generare una nuova generazione di elettrodi trasparenti e di conduzioni. dovuto le sue caratteristiche flessibili e sensibili, membrana del graphene può essere utilizzato nei comitati del touch screen dei handphones.

Recentemente, il Professor Kian Ping Loh ed i suoi colleghi al Dipartimento di Chimica, Università di Singapore da costruzione l'ampia area, continua Nazionali, pellicole a più strati altamente trasparenti e di conduzioni del graphene con la resistenza di lamiera sottile di 200 ¦¸/square con il metodo chimico (CVD) di applicazione a spruzzo.6 La pellicola del graphene sviluppata CVD può essere trasferita prontamente su vetro facendo uso dell'approccio del bollo del polydimethylsiloxane (PDMS) ed è stata utilizzata come l'anodo per l'applicazione nelle celle fotovoltaiche organiche.

La Figura 1. graphene depositato CVD può essere utilizzata come anodo trasparente nella pila solare organica, offrente il vantaggio della flessibilità, la trasparenza e l'alta conduttività elettrica.

Dopo modifica non covalente con una molecola organica conosciuta come l'estere acido buanoic di succidymidyl del pirene (PBASE), il risparmio di temi di trasformazione dell'energia (PCE) delle pile solari organiche aumentate da 0,21% delle pellicole invariate a 1.71%. Questa prestazione corrisponde a ~ 55.2% del PCE di un'unità identica fatta all'anodo dell'ossido di stagno (ITO) dell'indio, per esempio, ITO/PEDOT-PSS/P3HT/PCBM/Al (PCE=3.1%). Ciò che trova apre la strada per la sostituzione dell'anodo di ITO con la pellicola del graphene di basso costo in unità fotovoltaiche ed elettroluminescenti.

Oltre ad applicazione a spruzzo chimica di graphene, i derivati del graphene possono anche soluzione-essere elaborati.7,8 I Chimici hanno usato solitamente il modulo ossidato di graphene, conosciuto come l'ossido del graphene, 7 o generano il graphene dalla grafite facendo uso dei metodi sfogliatura/di intercalare. Questi derivati del graphene mostrano la vasta solubilità in un intervallo dei solventi secondo i loro metodi del preparato. Il trattamento della Soluzione permette che il graphene sia la rotazione ricoperta o il getto di inchiostro stampato su tutti i substrati, questo è molto utile per sviluppare il circuito flessibile di elettronica del tutto carbonio sui substrati flessibili.

Il Ping Loh del Professor Kian ed i suoi colleghi hanno sviluppato recentemente l'alta mobilità, circuito stampabile del carbonio facendo uso di graphene soluzione-elaborato.9 Tale tipo di elettronica basata tutto carbonio può essere elaborato termicamente alla temperatura su quanto il ãC 1000 del ¡ nel vuoto o negli ambienti d'ossidazione. La soluzione-lavorabilità dei derivati del graphene permette il montaggio dei compositi inorganici-graphene o organici-graphene10 da raggiungere prontamente facendo uso dei metodi bagnati di chimica.

I materiali ibridi di Graphene, per esempio graphene ricoperto dai punti di quantum o dalle tinture infrarosse, dovrebbero dimostrare la prestazione migliorata in photovoltaics. Il potenziamento della generazione photocurrent risulta dalla dissociazione efficiente dell'eccitone alla tintura graphene-organica o all'interfaccia graphene-inorganica a semiconduttore come pure dall'aumento nella larghezza di banda spettrale di assorbimento dovuto la coniugazione estesa presente nel graphene.

Riconoscimento

La concessione “Graphene di NRF-CRP Ha Collegato i Materiali e le Unità, R-143-000-360-281


Riferimenti

1. Geim, A.K.; Novoselov, K.S. Nat. Mater. 6, 183 (2007).
2. Novoselov, K.S.; Geim, A.K.; Morozov, S.V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S.V.; Grigorieva, I.V.; Firsov, A.A. Science, 306, 666(2004).
3. Rycerz, A.; Tworzydlo, K.J.; Beenakker, C.W.J.; Nazionale. Phys. 3, 172-175 (2007).
4. K.S. Kim, Y. Zhao, H. Jang, S.Y. Lee, J.M. Kim, Kwang, S. Kim, J.H. Ahn, P. Kim, J.Y. Choi, B.H. Hong, Natura 457, 760 (2009).
5. Xuesong Li, Weiwei Cai, Jinho, Seyoung Kim, Junghyo Nah, Dongxing Yang, Richard Piner, 1 Aruna Velamakanni, Inhwa Jung, Emanuel Tutuc, Sanjay K. Banerjee, Luigi Colombo, Rodney S. Ruoff, Scienza, 2009, 324, 1312.
6. Yu Wang, Xiaohong Chen, Yulin Zhong, Furong Zhu e Ping Loh, Appl di Kian. Phys. Letts. 95, 063302 (2009)
7. Daniel R. Dreyer, Sosta di Sungjin, Christopher W. Bielawski e Rodney S. Ruoff, Soc Rev., 39, 228 di Chim. (2010)
8. Goki Eda, Giovanni Fanchini e Manish Chhowalla, Nanotecnologia 3 270-274 della Natura (2008).
9. Wang SA, ANG PK, Wang ZQ, Ping Loh, Lett Nano di Kian., 10, 92 (2010).
10. Il ¹ di Xuan Wang, di Linjie Zhi e di Klaus M¨ llen, Lett Nano., 8, 333 (2008)

Copyright AZoNano.com, il Professor Kian Ping Loh (Università Nazionale di Singapore)

Date Added: May 10, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 01:28

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