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含氟聚合物降低石墨烯电阻
2012年20期 发行日期:2012-05-22
  日前,研究人员发现,在石墨烯制片过程中涂覆含氟聚合物,能得到透明、柔软、具有强导电性能的薄膜(ACS Nano, DOI: 10.1021/nn3010137)。这种薄膜可以在有机发光二极管、太阳能电池及显示器中用作透明电极。
  目前,电子制造商利用掺铟二氧化锡薄膜(ITO)来制造透明电极。这种材料十分昂贵,因此研究人员希望能利用低成本的石墨烯作为替代。尽管石墨烯比ITO结实且更柔软,可以用来制造可折叠的显示器和太阳能板,但石墨烯的电阻大于500欧姆(ITO的电阻小于100欧姆)。
  此前,也有研究人员通过掺杂硝酸来提高石墨的导电性。但硝酸会泄露出来,这将损害周围的电子器件且只能暂时地保持掺杂效应。新加坡国立大学的Barbaros ?魻zyilmaz 与韩国汉城成均馆大学的研究人员一起,期望找到一种简单、更持久的方法来提高石墨烯的导电性。
  研究人员在石墨烯的表面涂上聚偏二氟乙烯,这种聚合物具有一个永久电场,在聚合物涂层的表面有一层配对的相反电荷。当这些电荷与石墨烯发生接触时,向碳层释放电子同时抓取碳层中的电子,这就提高了其导电性。与掺杂酸的方法相比,?魻zyilmaz表示,这种静电掺杂持续时间长且不会损坏材料。同时,这种聚合物也是一种常用的防刮材料。
  为了得到这种导电材料,研究人员首先用化学气相沉积法在铜箔上生长出石墨烯,然后在薄板高速旋转的过程中在石墨烯表面涂覆聚偏二氟乙烯溶液,使石墨烯表面产生一层均匀的聚合物薄膜。最后,将铜箔刻蚀并将石墨烯-聚合物薄膜转移到塑料基板上。得到的导体透明度达到96%以上,且电阻只有120欧姆。(伟松)
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