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石墨烯又有新用途?替代稀有金属用于触屏技术 性能完全不受影响

作者:配资排排网  来源:转载  阅读:67

  铟是地球上最稀有的金属之一,但它是普遍存在的电子设备的关键成分。不过,工程师们现在已经演示了一种用石墨烯取代铟的方法,以制造具有完全相同电子性能的设备。

  据悉,铟锡氧化物(ITO)薄膜具有高度的导电性和对光的透明性,因此非常适合各种显示技术,包括LCD、OLED、电子墨水和触摸屏,以及LED照明、玻璃涂层和太阳能电池。

  但问题是铟并不常见。虽然从技术上讲,铟比金和银等物质更丰富,但它很少以元素形式存在于地壳中,所以它只能作为开采其他金属(通常是锌)的矿石的副产品被提取出来。

  因此,科学家们一直在寻找更常见的替代品。之前的工作已经在碳纳米管、铜纳米线或新型玻璃聚合物中找到了有希望的候选材料。而在一项新的研究中,伦敦大学玛利皇后学院的研究人员可能又发现了一种新的替代物质,而且是大家都最喜欢的神奇材料——石墨烯。

  石墨烯由一层只有一个原子厚度的碳组成,展现出多种有用的电子和光学特性,当然,碳是地球上最丰富的元素之一,这一点也非常重要。上述研究成果发表在《先进光学材料》杂志上。

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  据了解,研究人员首先使用一种被称为金属有机化学气相沉积的技术,在透明的基底上沉积一层石墨烯。石墨烯被掺杂了硝酸,以提高其导电性,然后用激光蚀刻成特定的图案,使其成为阳极。研究小组说,这种基于石墨烯的OLED设备的性能和旧的氧化铟锡设备一样好。

  虽然其他研究已经证明了石墨烯可以用来替代铟,但由此产生的器件的效率和导电性不如原始器件。研究小组表示,关键问题在于,通常使用不同的沉积方法将石墨烯置于金属催化剂上,然后转移到透明基底上,但这一额外步骤会引入影响性能的杂质。

  “由于ITO的重要性和稀缺性,人们曾多次尝试替代它,但到目前为止,还没有发现任何一种材料在电子或光学器件中有类似的性能,”该研究的共同通信作者Colin Humphreys教授指出,“我们的论文是世界上第一篇证明石墨烯可以在电子/光学设备中取代ITO的论文。我们已经证明石墨烯-OLED与ITO-OLED具有相同的性能。”

  不过,在这种所谓的神奇材料成为科学家们希望的灵丹妙药之前,仍有一些谜题有待解决。尽管铟资源稀缺,但它仍然相对便宜,而石墨烯目前的批量生产成本很高。然而,随着像Paragraf这样的公司开发出以更低成本大规模生产石墨烯的生产方法,这种经济格局正在发生转变。

(文章来源:财联社)

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