Вести из лабораторий
Секрет хорошего электрода
Прозрачные электроды — ключевые элементы солнечных батарей, сенсорных экранов и ряда других устройств. Раньше их делали из хрупкого и неэкологичного материала — оксида индия-олова, представляющего собой смесь окиси индия (In2О3) и окиси олова (SnO2). Теперь ему на замену пришли углеродные нанотрубки, легированные небольшим количеством других веществ, которые не только обеспечивают лучшие проводимость и прозрачность, но и добавляют электродам гибкости.
Легирование нанотрубок имеет принципиальное значение. Доступные сегодня технологии не позволяют изготовить «чистые» углеродные нанотрубки с необходимыми характеристиками. Введение других веществ даёт возможность отрегулировать свойства. Но идеальные легирующие добавки ещё не найдены, и их выбор диктуется компромиссом между повышением проводимости, прозрачностью плёнки и устойчивостью эффекта. Пример распространённой примеси для легирования нанотрубок — тетрахлороаурат водорода. Он обеспечивает лучшую на сегодняшний день электропроводность плёнок из углеродных нанотрубок и неплохую прозрачность, но полученные характеристики сохраняются сравнительно недолго. С помощью бромида меди и других галогенидов металлов добиваются хорошего сочетания устойчивости и проводимости, но ценой меньшей прозрачности.
Исследователи из Сколтеха предложили простой и безотходный метод легирования плёнок из углеродных нанотрубок, в результате которого повышается их прозрачность, электропроводность и, что важно, этот эффект сохраняется долгое время. Легирующей добавкой выступает газообразный диоксид азота (NO2), который адсорбируется на поверхности нанотрубок и модифицирует её. Этот газ ещё называют «лисьим хвостом» из-за оранжевого цвета. Диоксид азота пытались и раньше использовать в качестве добавки, улучшающей свойства плёнок из углеродных нанотрубок, однако в его присутствии получалась нестабильная и нежелательная их модификация. Но, как оказалось, причина неудач — в температуре обработки материала.