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二维MXene作为木村惠下一代显示器的新型电极材料

化学 2021-12-13 00:02:08

首尔国立大学 信用:CC0公共领域 美国和韩国的研究人员报道了第一个以二维碳化钛MXene为柔性透明电极的高效柔性发光二极管

这些基于MXene的发光二极管(MX-LED)具有高效率和灵活性,已经通过从材料合成到应用的精确接口工程来实现

柔性显示器一直在快速发展,全球柔性显示器市场多年来一直在快速扩张

开发具有优异柔韧性和导电性的柔性透明导电电极是下一代显示器的关键要求之一,因为传统的透明导电电极氧化铟锡易碎

已经提出了不同的材料,例如石墨烯、导电聚合物和金属纳米线,但是它们的导电性不足、低功函数和复杂的电极制造限制了它们的实际应用

MXenes,一个新的二维材料家族 MXenes是2011年在德雷塞尔大学发现的一种新的二维材料,由几个原子厚的过渡金属碳化物或氮化物层组成

它们显示出令人印象深刻的特性,如类似金属的导电性和可调的表面和电子特性,为各种技术领域提供了新的可能性

自从它们被发现以来,人们已经在许多领域探索了它们的用途,例如金属离子电池、传感器、气体和电化学存储、能源装置、催化剂和医药

MXenes因其优异的柔韧性而显示出作为柔性电极的潜力

然而,直到最近才开始在光电子器件的柔性电极中探索MXene,因为传统的MXene膜不满足发光二极管和太阳能电池的功函数和导电性的要求,并且当它们暴露于酸性水基空穴注入层(HIL)时会退化

MXene适用于灵活的发光二极管应用 一个由首尔国立大学和德雷克塞尔大学的科学家组成的国际团队,由李泰愚和尤里·高特西领导,专注于溶液处理的MXene薄膜的表面和界面调制,以制造理想的MXene/HIL系统

他们通过低温真空退火调整了MXene薄膜的表面,使其具有高功函(WF),并且HIL被设计为pH中性,用酒精稀释,防止电极薄膜的有害表面氧化和降解

该团队提出的MXene/HIL系统通过形成近乎理想的欧姆接触,向发射层有效地注入空穴,从而为器件效率提供了优势

使用MXene/HIL系统,该团队制造了超过100 cd/A的高效绿色有机发光二极管,这与理论上的最大值非常一致,并且与传统的基于氧化铟锡的器件相当

最后,塑料基板上的柔性发光二极管表现出出色的弯曲稳定性,而氧化铟锡发光二极管则不能承受弯曲应力

这是第一份展示使用单层二维碳化钛MXene作为柔性电极的高效有机发光二极管的报告

这项研究发表在著名的《高级材料》杂志上

作者进一步解释说:“界面工程MXene薄膜和基于MXene电极的柔性有机发光二极管的结果显示了溶液处理MXene TCE在下一代光电器件中的强大潜力,这些器件可以使用低成本的溶液处理技术制造

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