您当前的位置: 首页 > 科学与发现 > 新工艺

米级单壁碳纳米管薄膜的连续制备及全碳电路构建


高质量、大面积碳纳米管薄膜的制备是制约其器件应用的关键瓶颈。通常的湿法分散、成膜工艺不可避免地带来杂质和缺陷,并导致器件性能劣化。为此,我们发展了一种连续合成、沉积和转移单壁碳纳米管薄膜的技术方法,实现了米级尺寸高质量单壁碳纳米管薄膜的连续制备,并利用其构建出高性能的全碳薄膜晶体管(TFT)和集成电路(IC)器件。采用浮动催化剂化学气相沉积方法在反应炉的高温区域连续生长单壁碳纳米管,然后通过气相过滤和转移系统在室温下收集所制备的碳纳米管,并通过卷到卷转移方式转移至柔性PET基底上,获得了长度超过2 m的单壁碳纳米管薄膜。对该过滤沉积过程进行流体仿真,其结果表明当调节出气口速度使抽滤过程处于平衡状态时,该过滤系统中的气流呈现出均匀的气流速度分布。通过该方法制备的单壁碳纳米管薄膜表现出优异的光电性能和分布均匀性,在550纳米波长下其透光率为90%、方块电阻为65Ω/□。利用所制备的碳纳米管薄膜构筑了高性能全碳柔性透明TFT以及异或门、101阶环形振荡器等柔性全碳IC。该米级长度的单壁碳纳米管薄膜的连续生长、沉积和转移技术为开发基于单壁碳纳米管薄膜的大面积、柔性和透明电子器件奠定了材料基础。单壁碳纳米管薄膜的连续制备技术已获得中国发明专利(ZL201410486883.1),相关论文在Advanced Materials发表。

                                                          Fig.1: Meter-scale single-wall carbon nanotube thin films.                                                          
Researcher
Developed by SYNL. Copyright © 沈阳材料科学国家研究中心. 辽ICP备05005387号-9