透明電子元件新伙伴─石墨片氧化物
- 上線日期：2008/6/30 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網http://nano.nchc.org.tw/
美國的研究人員研發出以溶液為基礎的方法，可在室溫下將石墨片氧化物(graphene oxide)沉積到不同的基板上。如此製作出來的大面積超薄薄膜不僅透明，還可藉由控制沉積厚度，將其電性從半導體調變成金屬性質。這項技術具有用來製造太陽能電池(solar cell)電極的潛力。
Rutgers大學的Manish Chhowalla表示，上述超薄薄膜基本上是由許多原子級厚的石墨片氧化物覆蓋在表面上所形成，是良好的半導體，而增加其層數可以使其轉變成金屬的行為。
該技術是以真空過濾(vacuum filtration)法為基礎，使用孔徑為25 nm的濾紙來過濾含有單層石墨片氧化物的懸浮液，尺寸為微米級的薄片便會被析出。當一個濾孔堵住時，該濾孔的過濾速度會大幅降低，而懸浮液則繼續從其他過濾孔濾出，直到所有的濾孔皆堵住為止。
該方法會在過濾紙上產生一層均勻的石墨片氧化物，厚度約1至5 nm。第一層石墨片氧化物產生後若再持續過濾懸浮液，可沉積出多層石墨片氧化物，換言之，藉由控制懸浮液的量便能夠控制過濾紙上薄膜厚度。研究人員接著翻轉濾紙，將薄膜層覆蓋在基板表面上，再利用丙酮溶解濾紙，便可將薄膜轉移到適合的基板如矽玻璃或塑膠上。
石墨片氧化物可用來製作有機太陽電池或電晶體。雖然現階段其元件效能不佳，但此概念驗證性技術依然大有可為，尤其是在製作具有彈性且透明的導體上。該團隊計畫要提升石墨片氧化物薄膜的導電性，找出增加其電子遷移率的方法，使其性質能夠更接近石墨片。詳見Nature Nanotechnology 3, p.270 (2008)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/34392
譯者:劉家銘(成功大學物理系)
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