在不(bu)斷發展(zhan)的(de)透(tou)明導(dao)體市(shi)場中,石(shi)墨(mo)烯(xi)作為(wei)氧(yang)化銦(yin)錫(ITO)替(ti)代品正(zheng)越(yue)來越(yue)受到重視(shi),尤(you)其(qi)是對(dui)於那(na)些(xie)高(gao)度便攜(xie)、靈活(huo)的(de)器(qi)件的(de)開(kai)發.

        然而(er),由於技術不(bu)成(cheng)熟,石(shi)墨(mo)烯(xi)作為(wei)透明電極(ji)的(de)應(ying)用(yong)受到巨大(da)的(de)影響(xiang).現在,來自飛利(li)浦研究所(suo)和劍橋(qiao)大學的(de)科(ke)學(xue)家們制備出(chu)以(yi)石(shi)墨(mo)烯(xi)為(wei)基礎(chu)的(de)有(you)機(ji)發光二(er)極(ji)管(OLED),其(qi)與先進的(de)ITO器(qi)件相比,可以(yi)表(biao)現出(chu)更(geng)優(you)異(yi)的(de)性(xing)能.

        石墨(mo)烯(xi)具有(you)高(gao)的(de)光學(xue)透明性和電子(zi)遷(qian)移率,使(shi)其(qi)成(cheng)為(wei)壹種(zhong)非常(chang)適(shi)合光電(dian)應用(yong)的(de)材(cai)料(liao),例(li)如(ru)觸(chu)摸(mo)屏(ping)、LED以(yi)及太(tai)陽能電池.目(mu)前(qian),這(zhe)些(xie)器(qi)件還主要(yao)是通(tong)過(guo)ITO制(zhi)備(bei)的(de).

        然(ran)而(er),對(dui)可(ke)應用(yong)於下(xia)壹代器(qi)件的(de)透(tou)明導(dao)體(TC)替(ti)代品的(de)需(xu)求正(zheng)在增加,因(yin)為(wei)銦(yin)元素(su)不(bu)斷增加的(de)價(jia)格和強(qiang)烈的(de)地(di)域(yu)限制(zhi)以(yi)及柔性器(qi)件市(shi)場的(de)發(fa)展(zhan)趨勢(shi).

        石(shi)墨(mo)烯(xi)具有(you)高(gao)的(de)載(zai)流(liu)子(zi)遷(qian)移率,但通(tong)常(chang)具(ju)有(you)低(di)的(de)載(zai)流(liu)子(zi)濃(nong)度.因(yin)此(ci)其(qi)作為(wei)電極(ji)的(de)整(zheng)體性(xing)能還需要(yao)改進(jin),通(tong)過(guo)摻(chan)雜(za)來增(zeng)加可(ke)用(yong)的(de)電(dian)荷(he)載(zai)流(liu)子(zi)的(de)數(shu)量(liang).必須(xu)小心(xin)避(bi)免在摻(chan)雜(za)過(guo)程(cheng)破(po)壞石(shi)墨(mo)烯(xi)的(de)高(gao)光學(xue)透明性,因(yin)為(wei)這(zhe)是(shi)作(zuo)為(wei)透明電極(ji)的(de)壹(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)性(xing)質.

        活(huo)性層和電極(ji)之(zhi)間(jian)有(you)效地(di)載(zai)流(liu)子(zi)交換對(dui)獲(huo)得(de)期望的(de)光電(dian)功能是非常(chang)重(zhong)要(yao)的(de).活(huo)性材(cai)料(liao)和電極(ji)的(de)電(dian)子(zi)能帶彼此(ci)間(jian)發生彎(wan)曲(qu)和調制(zhi),以(yi)此(ci)對(dui)最(zui)終(zhong)裝置(zhi)的(de)光電(dian)性能進行微(wei)調.因(yin)此(ci),有(you)必要(yao)研究在完整(zheng)的(de)光電(dian)裝置(zhi)中載(zai)流(liu)子(zi)的(de)交換效率和能帶的(de)彎(wan)曲(qu).

        在光電(dian)器(qi)件如(ru)OLED中,為(wei)了(le)提(ti)高(gao)載(zai)流(liu)子(zi)的(de)流(liu)動(dong)和能帶排列以(yi)及石墨(mo)烯(xi)的(de)摻(chan)雜(za),金屬氧(yang)化物(wu)薄(bo)膜(mo)通(tong)常(chang)被(bei)用作(zuo)石墨(mo)烯(xi)電極(ji)和活(huo)性材(cai)料(liao)的(de)中間(jian)層.已(yi)經有(you)很(hen)多(duo)關(guan)於金屬氧(yang)化物(wu)的(de)研究報道(dao).但是,最(zui)近(jin)發(fa)表(biao)在ScientificReports雜誌上(shang)的(de)壹(yi)個(ge)研究,關(guan)註(zhu)的(de)是(shi)少(shao)有(you)人(ren)研究的(de)載(zai)荷(he)傳輸機(ji)制的(de)微(wei)觀(guan)特性(xing).

        在這(zhe)個(ge)名(ming)為(wei)"引(yin)入(ru)金屬氧(yang)化物(wu)的(de)OLED石(shi)墨(mo)烯(xi)電極(ji)的(de)電(dian)荷(he)傳輸摻(chan)雜(za)和能帶排列"的(de)研究中,研究團(tuan)隊(dui)研究了(le)直(zhi)接CVD沈(chen)積在玻璃(li)或氧(yang)化物(wu)基體上(shang)的(de)石(shi)墨(mo)烯(xi)層.

        來自劍橋(qiao)大學和飛利(li)浦研究中心(xin)的(de)科(ke)學(xue)家,展(zhan)示了(le)石墨(mo)烯(xi)OLED疊(die)層的(de)制(zhi)備(bei),其(qi)效率比標準(zhun)的(de)ITO器(qi)件更(geng)好(hao).

        在基本(ben)的(de)OLED疊(die)層和石墨(mo)烯(xi)電極(ji)間(jian)引(yin)入(ru)了(le)氧(yang)化鉬(mu)(MoO3)中間(jian)層.通(tong)過(guo)光激發研究,發(fa)現(xian)這(zhe)些(xie)材(cai)料(liao)的(de)組(zu)合導(dao)致(zhi)了(le)能帶的(de)彎(wan)曲(qu).

        最後,MoO3的(de)導(dao)帶相對(dui)於石墨(mo)烯(xi)的(de)費米(mi)能級往(wang)下(xia)彎(wan),因(yin)此(ci)導(dao)致(zhi)了(le)適合電荷傳輸的(de)理(li)想(xiang)能級排列.通(tong)過(guo)優(you)化(hua)MoO3薄(bo)膜(mo)厚(hou)度的(de)結(jie)構能獲得(de)比高(gao)科(ke)技ITO參照(zhao)器(qi)件更(geng)高(gao)的(de)效率.

結(jie)論

        該研究為(wei)石墨(mo)烯(xi)光電(dian)器(qi)件的(de)能帶工程(cheng)設(she)計打(da)開(kai)了(le)新(xin)的(de)途(tu)徑.這(zhe)反(fan)過(guo)來,將(jiang)為(wei)石墨(mo)烯(xi)的(de)廣泛應(ying)用打(da)下(xia)基礎(chu),尤(you)其(qi)是對(dui)有(you)機(ji)光電(dian)子(zi).該研究是(shi)由(you)歐洲計劃(hua)GRAFOL執行的(de),該計劃(hua)的(de)目(mu)標(biao)是(shi)卷對(dui)卷(juan)法大(da)量(liang)的(de)制(zhi)備(bei)石(shi)墨(mo).