物理科技生物学-PHYICA

新的富勒烯晶体稻本子生产方法比以前快50倍

化学 2022-06-04 00:02:11

横滨国立大学 (quarts平板上生产的FFMP的照片和(b)-(d)样品的扫描电子显微镜图像

学分:横滨国立大学 日本横滨国立大学和电子通信大学的研究人员开发了一种高效的技术来生产一种独特的富勒烯晶体,称为富勒烯鳍状微柱(FFMP),这种晶体对下一代电子器件有重要用途

富勒烯是开发技术的热门选择,不仅因为它体积小,而且非常耐用,含有半导体特性,使其成为场效应晶体管、太阳能电池、超导材料和化学传感器等器件的良好候选材料

这种材料现在正在使用,但是很难处理,因为富勒烯是纳米级的,通常呈粉末状

作为这个问题的解决方案,一维富勒烯晶体被生产和使用

“生产一维富勒烯晶体需要专业技能,典型的生产方法需要几天时间

在这项研究中,我们通过使用退火工艺成功地开发了一种非常简单的制造方法

横滨国立大学副教授兼该研究的相应作者高野

在2020年11月发表在《科学报告》上的一篇论文中,该团队详细描述了他们如何利用一个小型加热设备来接受富勒烯,并将其加热到1173开尔文的温度大约一个小时

最初沉积在加热装置中的富勒烯由于热量而脱晶,随后随着温度降低而再结晶

这一整个过程被称为退火,比生产富勒烯晶体的旧技术快50多倍

“通过使用我们的方法,可以在一小时内大量生产一维富勒烯晶体

我们称产生的富勒烯晶体为“富勒烯鳍状微柱(FFMP)”具有独特的结构

(quarts平板上生产的FFMP的照片和(b)-(d)样品的扫描电子显微镜图像

学分:横滨国立大学 该团队还相信,在这种新的、更有效的生产工艺中生产的富勒烯晶体将具有与富勒烯晶体类似的质量,例如使用旧方法生产的富勒烯纳米晶须

“FFMP有望拥有导电性和n型半导体功能,”奥亚说

需要进行更多的测试来确认FFMP确实保留了对电子实施如此有用的品质,但是积极的结果可能意味着太阳能电池具有更高的效率,例如集成在柔性器件中的极小电路

研究小组已经在不同的环境条件、温度和加热时间下研究了这种退火

研究了这一过程后,该团队现在将目光放在了以电子元件为背景描述FFMP的特性上

“作为这项研究的下一步,确认和获得导电性和n型半导体功能是有望的,因为普通富勒烯具有这样的性质

此外,通过改进工艺开发“富勒烯鳍状纳米柱(FFNP)”也是有望的

我们相信,在不久的将来,FFMPs(或FFNPs)将用于场效应晶体管、有机光伏等等,”Oya说

这不是奥亚和他的团队第一次研究用于电子产品的特殊小尺寸材料

“我们已经有了一种制造碳纳米管或碳纳米管——一维纳米碳材料——复合纸和碳纳米管复合线/纺织品的技术,作为独特的碳纳米管复合材料,”奥亚说

“因此,我们将开发FFMP复合材料及其应用

我们相信有用的FFMP复合材料(以及与碳纳米管复合材料的结合)将在不久的将来用于我们的日常生活

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