Des scientifiques du Skoltech Center for Photonics and Quantum Materials (CPQM) ont développé une nouvelle méthode pour affiner les propriétés optoélectriques des nanotubes de carbone monoparoi (SWCNT) en appliquant une solution de dopant en aérosol sur leur surface, ouvrant ainsi de nouvelles voies pour l'application des SWCNT en optoélectronique. Les résultats de leur étude ont été publiés dans Le Journal des lettres de chimie physique .
Cette année a vu l'apparition sur le marché des paravents pliables et pliables, renforçant le développement de matériaux uniques et ouvrant la voie à la prochaine génération de produits de pratiquement toutes les formes et tailles. Films conducteurs transparents (TCF) réalisés à l'aide d'une solution avancée, SWCNT, sont considérés comme l'élément clé d'une électronique flexible et transparente. Contrairement aux conducteurs rigides transparents habituels de type n, tels que l'oxyde d'indium dopé à l'étain ou l'oxyde de zinc dopé à l'aluminium, les films SWCNT flexibles et étirables ont une conductivité de type p (type trou). Cependant, un mauvais contrôle des propriétés électroniques des SWCNT est le principal obstacle à leur large utilisation industrielle. Ceci est particulièrement vrai pour les applications optoélectroniques, qui nécessitent souvent un contrôle efficace de la conductivité et des niveaux de Fermi, entre autres choses.
Les nanotubes de carbone sont couramment traités avec un agent dopant.
« La conductivité du SWCNT est améliorée grâce à l'une des trois méthodes de dopage les plus courantes :revêtement par centrifugation ou revêtement par immersion, ce qui peut réduire considérablement la résistance des films SWCNT vierges (jusqu'à 15 fois) mais ne parvient pas à assurer l'uniformité spatiale et a une mauvaise évolutivité. Cela conduit à une évaporation non uniforme du solvant liquide, résultant en un effet de cercle de café. De plus, aucune de ces techniques ne permet un contrôle précis du niveau de Fermi dans les films SWCNT, " explique le doctorant de Skoltech, Alexeï Tsapenko.
Les scientifiques du laboratoire Skoltech dirigé par le professeur Albert Nasibulin ont développé une nouvelle approche assurant une uniformité, dopage par aérosol contrôlable et facilement reproductible des SWCNT. Les performances obtenues avec la nouvelle méthode innovent, incitant au remplacement des conducteurs rigides transparents à oxyde métallique actuellement répandus par une électronique flexible et transparente, et la création de nouvelles applications basées sur des films transparents hautement conducteurs.
"Notre méthode permet un réglage facile des paramètres du film SWCNT grâce au dépôt contrôlé dans le temps de particules d'aérosol dopantes, " ajoute Alexeï.
Les chercheurs impliqués dans le projet notent que la nouvelle approche de réglage fin développée spécifiquement pour les nanotubes de carbone peut être appliquée aux structures électroniques d'autres matériaux de faible dimension.
