Graphene - Substraten för Plast- Elektronik

vid den ProfessorKian Pingen Loh

ProfessorKian Ping Loh, Avdelning av Kemi, MedborgareUniversitetar av Singapore
Motsvarande författare: chmlohkp@nus.edu.sg

Genomskinligt och föra är elektroder nödvändiga för applikationer i sol- celler, och något liknande för plattform för energiomvandling bevattnar att dela. Hitintills finns det inte många typer av genomskinligt, och föra elektroder, som kan vara, samlas producerat billigt. Tillgänglig på marknadsföra Oxiden för Tin för Indium för elektrodmaterial är den lika (ITO) och den Fluor dopade tinoxiden. Den minska tillförselen av indium och dess resning kostar motiverar forskare för att söka för en materiell alternativ elektrod. Dessutom är kan ITO bräcklig och ingen av användas i böjlig elektronik nor termiskt bearbetas på hög temperatur.

Mjuk en materiell membrantyp, som är mekaniskt tuff och böjlig, är nödvändig. Graphene är ett singellagrar av kol täcker med kolatomsna interconnected i en crystalline honungskaka knyter kontakt. Den vänder ut som föra högt, ultrathin graphene filmar kan vara en bra ersättning för kol-baserad böjlig elektronik för ITO sammanlagt på grund av dess stordia och böjliga natur.

Graphene har varit omfattande utstuderad tack vare dess unika elektroniskt, och den mekaniska rekvisitan såväl som dess eagerly projekterade roll i all-kolet postar teknologisk rotation för CMOS.1-3 Dess tvådimensionella (2D) aromatiskt täcker strukturerar såväl som dess kickconductivity, stordian, mekanisk styrka och böjlighet, ger stora fördelar på graphene som en kandidat som är materiell för utvecklingen av ”plast- elektronik.”,

I princip kosta bör inte vara en ha som huvudämne utfärdar för tillverkning av graphene, sedan den kan produceras av kemisk dunstavlagring (CVD) genom att använda metangas som gasamatningen som är utspädd i väten eller argon.4,5 Tillväxt och rulle för Stort område som rullar att bearbeta av graphene, skriver in nu in i första arrangerar av reklamfilmproduktion. CVD-satt in graphene filmar kan överföras på exponeringsglas för att frambringa en ny utveckling av genomskinliga och föra elektroder. Tack vare kan dess böjliga och känsliga kännetecken, graphenemembran användas i handlag avskärmer paneler av handphones.

För en tid sedan fabricerade den ProfessorKian Pingen Loh och hans kollegor på Avdelningen av Kemi, MedborgareUniversitetar av Singapore stor-område som var fortlöpande, högt genomskinligt, och att föra multilayer graphene filmar med täcker motstånd av 200 ¦¸/square vid kemisk dunstavlagring (CVD)metod.6 Den fullvuxna graphenen för CVD filmar kan klart överföras på exponeringsglas som använder stämpeln för polydimethylsiloxane (PDMS) att närma sig och användes som anoden för applikation i organiska photovoltaic celler.

Figurera 1. CVD satt in graphene kan användas som den genomskinliga anoden i den organiska sol- cellen som erbjuder fördelen av elektrisk conductivity för böjlighet, för stordian och för kicken.

Efter non-covalent ändring med en organisk molekyl som är bekant som buanoic syrlig succidymidylester för pyrene (PBASE), filmar drivaomvandlings (PCE)effektiviteten av de organiska sol- cellerna ökande från 0,21% av det oförändrat, till 1.71%. Denna kapacitet motsvarar till ~ 55.2% av PCEN av en gjord identisk apparat med anoden för indiumtin (ITO)oxiden, e.g., ITO/PEDOT-PSS/P3HT/PCBM/Al (PCE=3.1%). Detta som finner, stenlägger långt för ersättningen av ITOEN som anoden med low kostar graphene filmar i photovoltaic och electroluminescent apparater.

Förutom kemisk dunstavlagring av graphene kan graphenederivata också lösning-bearbetas.7,8 Kemister använde vanligt oxiderad bildar av graphene, bekant som grapheneoxiden7 eller frambringar graphene från grafiten genom att använda intercalation-/exfoliationmetoder. Dessa graphenederivata visar sned boll - varierande solubility i en spänna av vätskor beroende av deras förberedelsemetoder. Att bearbeta för Lösning låter graphene vara den täckte snurrandet, eller bläckstrålen som skrivs ut på några substrates, denna är mycket användbar för framkallning av böjlig all-kol elektronik går runt på böjliga substrates.

Den ProfessorKian Pingen Loh och hans kollegor har framkallat kickrörlighet, tryckbart kol går runt genom att använda lösning-bearbetad graphene för en tid sedan.9 Sådan typ av all-kol baserad elektronik kan termiskt bearbetas på temperaturen som kick som ¡ ãC 1000 dammsuger in eller non-oxiderande miljöer. Lösning-processabilityen av graphenederivata låter fabriceringen av oorganiskt-graphene, eller organiska-graphene komposit10 som är uppnått använda klart, blöter kemimetoder.

Graphene bör hybrid- material, e.g pricker graphene som täckas av quantum, eller infraröda färger, visa förhöjd kapacitet i photovoltaics. Förbättringen av den photocurrent utvecklingen uppstår från den effektiva dissociationen av excitonen på denorganiska färgen, eller denoorganiska halvledaren har kontakt, såväl som förhöjningen i spektral- absorberingsbandbredd tack vare den fördjupade konjugationgåvan i graphene.

Bekräftelse

NRF-CRP beviljar ”Graphene Förband Material och Apparater, R-143-000-360-281


Hänvisar till

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. Vetenskap, 306, 666(2004).
3. Rycerz A.; Tworzydlo K.J.; Beenakker C.W.J.; Nat. 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, Natur 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, Vetenskap, 2009, 324, 1312.
6. Yu Wang, Xiaohong Chen, Yulin Zhong, Furong Zhu och Kian Ping Loh, Appl. Phys. Letts. 95 063302 (2009)
7. Daniel R. Dreyer, Sungjin Parkerar, Christopher W. Bielawski och Rodney S. Ruoff, Chem. Soc. Rev. 39, 228 (2010)
8. Goki Eda, Giovanni Fanchini och Manish Chhowalla, NaturNanotechnology 3 270-274 (2008).
9. Wang SA, Ang PK, Wang ZQ, Kian Ping Loh, Nano Lett., 10, 92 (2010).
10. Xuan Wang, Linjie Zhi och Klaus M¨ ¹ llen, Nano Lett., 8, 333 (2008)

Ta Copyrightt på AZoNano.com, den ProfessorKian Pingen Loh (MedborgareUniversitetar av Singapore)

Date Added: May 10, 2010 | Updated: Aug 6, 2014

Last Update: 6. August 2014 08:02

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit