斯科尔科沃科技学院 实验大纲
信用:帕维尔·奥迪涅夫/斯科尔泰克 阿尔托大学的斯科尔特奇研究人员和他们的同事发现，用离子液体进行电化学掺杂可以显著提高由单壁碳纳米管薄膜制成的透明导体的光学和电学性能
研究结果发表在《碳》杂志上
单壁碳纳米管是一片无缝的石墨烯卷，一列一个原子厚的石墨
正如其他新的碳同素异形体一样，单壁碳纳米管表现出独特的性质，可以用于我们日常生活中使用的新型电子器件
最有前途的应用之一是透明导体，它可以用于医学、绿色能源和其他领域:在这里，单壁碳纳米管薄膜可以取代工业标准的氧化铟锡(ITO)
由于纳米管中的所有原子都位于其表面，因此它们具有高导电性、柔性、可拉伸性并且易于掺杂
单壁碳纳米管的掺杂通过消除不同性质的管之间的肖特基势垒和增加电荷载流子的浓度来显著增加膜的导电性
此外，由于光学跃迁的替代，掺杂过程导致膜的透射率增加
虽然吸附掺杂仍然是最有前途的单壁碳纳米管改性技术之一，但这种方法缺乏均匀性和可逆性
在新的研究中，研究人员提出了一种新的可逆方法来微调单壁碳纳米管的费米能级，在抑制光学跃迁的同时显著提高电导率
为此，他们使用具有大电势窗口的离子液体进行电化学掺杂，这有利于高水平的掺杂
“我们将单壁碳纳米管薄膜放入电化学电池中，并使用标准的三电极方案向纳米管施加电势
通过向单壁碳纳米管膜施加负/正电势，在单壁碳纳米管/离子液体界面处形成双电层
后者充当平行板电容器，导致正负电荷注入到单壁碳纳米管薄膜表面，从而导致费米能级偏移，”该研究的第一作者、斯科尔特奇高级研究科学家达里娅·科皮罗娃解释说
科学家们能够证明他们的电化学方法可以帮助实现极高的掺杂水平，与最近在该领域发表的掺杂单壁碳纳米管薄膜的最佳结果相当
“这个过程是完全可逆的，因此可以用来实时微调单壁碳纳米管的电子结构
在栅极电压下工作，可以驱动薄膜的透光率和电导率
这些结果为未来的电子学、电致变色器件和离子电子学开辟了新的途径，”艾伯特·纳希布林说，他是斯科尔泰克光子学和量子材料中心纳米材料实验室的负责人
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