Graphene - プラスチック電子工学のための基板

教授によって Kian Ping Loh

Kian 教授 Ping Loh の化学シンガポールの各国用大学の部門
対応する著者: chmlohkp@nus.edu.sg

透過および行なう電極は水分割のような太陽電池およびエネルギー変換のプラットホームのアプリケーションのために必要です。 今まで、安く大量生産することができる多くのタイプの透過および行なう電極がありません。 市場で使用できますインジウムの錫の酸化物およびフッ素によって添加される錫の (ITO)酸化物のような電極材料は。 インジウムおよび費用の高騰の減少の供給は代わりとなる電極材料を捜すように科学者に動機を与えます。 さらに、 ITO は壊れやすく、適用範囲が広い電子工学で使用され高温で熱的に処理することができます。

機械的に堅く、適用範囲が広い柔らかい膜のタイプ材料は必要です。 Graphene は結晶の蜜蜂の巣ネットワークで相互接続される炭素原子が付いているカーボンシートの単層です。 非常に行なって、極めて薄い graphene のフィルムが過透性および適用範囲が広い性質のためによい代理すべてのカーボンベースの適用範囲が広い電子工学の ITO のである場合もあるそれはなります。

Graphene はずっと全カーボンポスト CMOS の技術革命に於いての一義的な電子および機械特性、また熱心に写し出された役割が広く調査された原因です。1-3 その二次元の (第 2) 芳香シートの構造、また高い伝導性の過透性、機械強さおよび柔軟性は 「プラスチック電子工学の開発のための候補者材料として、与えます graphene の大きい利点を」。

原則的には費用は水素かアルゴンで薄くなるガスの供給としてメタンを使用して化学気相堆積によって作り出すことができる (CVD)ので graphene の生産のための大きな問題べきではないです。4,5 graphene の処理を転送する大きい領域成長およびロールは商業生産の第一段階に今入っています。 CVD 沈殿させた graphene のフィルムはガラスに透過および行なう電極の新しい世代を生成するために転送することができます。 適用範囲が広く、敏感な特性、 graphene の膜が原因に handphones の使用された連絡するスクリーンのパネルはある場合もあります。

最近、 Kian Ping Loh 教授および化学の部門の彼の同僚は、シンガポールの各国用大学大き領域を、連続的な化学気相堆積方法によって、 200 ¦¸/square のシート抵抗の非常に透過および行なう多層 graphene のフィルム (CVD)製造しました。6 CVD によって育てられる graphene のフィルムは polydimethylsiloxane (PDMS) のスタンプのアプローチを使用してガラスに容易に転送することができ、陽極としてアプリケーションのために有機性光電池で使用されました。

図 1. CVD によって沈殿させる graphene は柔軟性の利点、過透性および高い電気伝導率を提供する有機性太陽電池で透過陽極として使用することができます。

ピレンの buanoic 酸の succidymidyl のエステルとして知られている有機性分子との非共有修正の後 (PBASE)非修飾フィルムの (PCE) 0.21% 高められる有機性太陽電池の力の変換効率から 1.71% への。 このパフォーマンスはインジウムの錫の酸化物の陽極によってなされる同一の装置の PCE の ~ 55.2%、 (ITO)例えば、 ITO/PEDOT-PSS/P3HT/PCBM/Al (PCE=3.1%) に対応します。 見つけるこれは光起電およびエレクトロルミネセンス装置の低価格の graphene のフィルムが付いている ITO の陽極の取り替えのための道を開きます。

graphene の化学気相堆積のほかに、 graphene の派生物はまた解決処理することができます。7,8 化学者は通常 graphene の酸化物として知られていた graphene の酸化させた形式を使用するか7 または置閏/剥脱方法を使用してグラファイトからの graphene を生成します。 これらの graphene の派生物は準備方法によって溶媒の範囲で広範囲の容解性を示します。 解決の処理は graphene が塗られる回転であるようにしますまたはあらゆる基板で印刷されるインクジェットはこれ適用範囲が広い基板の適用範囲が広い全カーボン電子工学回路を発達させるために非常に有用です。

Kian 教授 Ping Loh および彼の同僚は高い移動性、解決処理された graphene を使用して印刷できるカーボン回路を最近開発してしまいました。9 そのようなタイプの全カーボンによって基づく電子工学は真空または非酸化の環境の 1000 の ¡ の ãC 温度で熱的に高く処理することができます。 graphene の派生物の解決 processability はぬれた化学方法を使用して容易に達成されるべき無機graphene か10 有機性graphene 合成物の製造を可能にします。

Graphene のハイブリッド文書、量の点か赤外線染料によって塗られる例えば graphene は photovoltaics の高められたパフォーマンスを示すべきです。 photocurrent 生成の機能拡張は graphene 有機性染料か graphene 無機半導体インターフェイスで励起子の効率的な分離、また graphene で現在の拡張活用による分光吸収の帯域幅の増加から起こります。

確認応答

NRF-CRP の許可 「Graphene は材料および装置、 R-143-000-360-281 を関連付けました


参照

1. Geim、 A.K.; Novoselov、 K.S. Nat。 Mater。 6、 183 (2007 年)。
2. Novoselov、 K.S.; Geim、 A.K.; モロゾフ、 S.V.; 江、 D.; チャン、 Y.; Dubonos、 S.V.; Grigorieva、 I.V.; Firsov、 A.A. Science、 306、 666(2004)。
3. Rycerz、 A.; Tworzydlo、 K.J.; Beenakker、 C.W.J.; ネットワークアドレス交換。 Phys。 3、 172-175 (2007 年)。
4. K.S. 金、 Y. 肇、 H. Jang、 S.Y. リー、 J.M. 金、 Kwang、 S. 金、 J.H. Ahn、 P. 金、 J.Y. Choi、 B.H. 洪の性質 457、 760 (2009 年)。
5. Xuesong 李、 Weiwei CAI、 Seyoung 金、 Jinho Junghyo Nah、 Dongxing ヤン、リチャード Piner、 1 Aruna Velamakanni、 Inhwa Jung、エマニュエル Tutuc、 Sanjay K. Banerjee、ルイージコロンボ、ロドニー S. Ruoff の科学 2009 年、 324 1312。
6. Yu Wang、 Xiaohong 陳、ユーリン Zhong、 Furong 朱および Kian Ping Loh、 Appl。 Phys。 Letts。 95、 063302 (2009 年)
7. ダニエル R. Dreyer の Sungjin 公園、クリストファー W. Bielawski およびロドニー S. Ruoff、 Chem。 Soc. Rev.、 39、 228 (2010 年)
8. Goki Eda、ギオバンニ Fanchini、および Manish Chhowalla の性質のナノテクノロジー 3 270-274 (2008 年)。
9. Wang SA、 Ang PK、 Wang ZQ の Kian Ping Loh、 Nano Lett。、 10、 92 (2010 年)。
10. Xuan Wang、 Linjie Zhi、および Klaus M¨ の ¹ は、 Nano Lett。、 8、 333 llen (2008 年)

、版権 AZoNano.com Kian Ping Loh (シンガポールの各国用大学) 教授

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

Last Update: 14. June 2013 01:31

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