Forskarna byggde upp ett grafenlager på kopparfolie och använde sedan rullar för att överföra grafen till ett polymerstöd och sedan på ett slutligt substrat. Bildkredit:Nature Nanotechnology. (doi:10.1038/nnano.2010.132)
(PhysOrg.com) - Graphene är ett relativt nytt material med enastående elektrisk, kemiska och mekaniska egenskaper som gör det till ett attraktivt material för användning som flexibla ledare av det slag som används i prylar som pekskärmar och platt -TV. Tidigare har försök att göra stora filmer av grafen misslyckats, men nu har ett team av forskare från Sydkorea och Japan lyckats rulla-till-rulle-produktion av grafenfilmer, odla dem genom kemisk ångavsättning på flexibla kopparsubstrat.
Grafen består av ett enda lager kolatomer i ett bikakeformat galler. Det isolerades första gången 2004. Materialet är mycket ledande, extremt stark, och är nästan transparent, vilket gör den idealisk för höghastighetselektroniska enheter.
Forskarna odlade sina grafenark genom kemisk ångavsättning på stora ark kopparfolie. De belagde grafen med ett tunt lager av vidhäftande polymer och löste sedan bort kopparunderlaget. Med rullar, grafen pressades sedan mot ett annat substrat, som PET, och polymerskiktet avlägsnades genom upphettning, lämnar en film av grafen. De upprepade processen för att producera ett ark med fyra lager grafen ovanpå varandra. Detta fyrskiktsark behandlades sedan med salpetersyra för att förbättra dess elektriska konduktivitet.
Högupplösta TEM-bilder som visar de vikta kanterna på vuxna grafenfilmer med olika antal lager. Bildkredit:Nature Nanotechnology (doi:10.1038/nnano.2010.132)
De rektangulära arken, som mätte 76 cm på diagonalen, var av extremt hög kvalitet, med fyrlagersbunten med filmer som uppvisar överlägsen elektrisk motståndskraft mot kommersiellt tillgängliga transparenta elektroder, såsom indiumtennoxider (ITO). Filmerna var nästan genomskinliga, så att 90% av ljuset kan passera igenom.
Laget, ledd av forskarna Byung Hee Hong och Jong-Hyun Ahn vid Sungkyunkwan University (SKKU) i Seoul, införlivade också deras grafenelektroder i en fullt fungerande pekskärmspanel, där de överträffade standardindium -tennoxidelektroder, motstå dubbla belastningar som kan hanteras av den mer ömtåliga ITO. Enligt Ahn, en grafenbaserad pekskärm ska i princip vara för evigt.
Elektronikföretag har letat efter alternativ till ITO under en tid eftersom indium är extremt dyrt. Andra alternativ som tittats på har varit filmer av kolnanorör, men dessa har inte lyckats eftersom de tenderar att ha små defekter som skapar synliga områden med ”döda” pixlar i bildskärmar. Nu när grafen har tillverkats i stora ark och visats i verkliga enheter, det kan bara dröja ett par år innan grafen hittar till konsumentprodukter.
Grafen produceras av en liten mängd kol, och till skillnad från ITO -produktion, använder inga sällsynta material. Kopparsubstratet är återvinningsbart, vilket gör processen mer hållbar.
Tidningen publiceras i tidningen Naturnanoteknik .
© 2010 PhysOrg.com
