Auf Graphen gestreute Kohlenstoffnanoröhren ergeben nach Angaben der Aalto-Universität einen transparenten Leiter, der besser ist als jeder für sich.
Aber nicht, weil das Graphen als Parallelleiter fungiert.
Stattdessen zeigen temperaturabhängige Transportmessungen, dass das Graphen-Substrat die Tunnelbarrierenhöhen zwischen Nanoröhren verringert, wie in der in ACS Nano veröffentlichten Veröffentlichung 'Enhanced Tunneling in einem Hybrid aus einwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren und Graphen' beschrieben.
Die Van-der-Waals-Wechselwirkung zwischen Graphen und Nanoröhren war tatsächlich stark genug, um die kreisförmigen Nanoröhrenbündel in flache Bänder zu kollabieren.
Schlechtes Tunneln war die Ursache für Maschen von Nanoröhren, die einzeln gut leiten, aber keine Elektronen von der Melodie zur Röhre leiten. In Gegenwart von Graphen wurde der Flächenwiderstand um mindestens 50% verringert.
"Dies ist eine vergleichbare Verbesserung wie die durch Goldchlorid-Dotierung erzielte", sagten die Forscher in der Arbeit. "Während die Raman-Spektroskopie wesentliche Änderungen der spektralen Eigenschaften von mit Goldchlorid dotierten Nanoröhren zeigt, tritt dies bei Graphen nicht auf."
Durch Drücken beider Tasten - Hinzufügen eines Graphensubstrats und Dotieren mit Goldchlorid - kann der Schichtwiderstand nur 36 Ω / Quadrat betragen.
Saubere zufällige Nanoröhren-Kohlenstoffnanoröhren wurden auf die Graphenschichtelektroden getrieben, um unter Verwendung eines Temperaturgradienten ein dichtes Netzwerk zu bilden - ein Prozess, der als Thermophorese bezeichnet wird.
Das Auffrischen des Tunnels auf diese Weise wird als ein weiterer Schritt auf dem Weg zu einem kohlenstoffbasierten Ersatz für transparente Dünnschichtleiter aus Metalloxid wie ITO angesehen.
Die Aalto Universität arbeitete mit der Universität Wien zusammen.
"Das ist wirklich ein genialer Ansatz", sagte der Wiener Gruppenleiter Kimmo Mustonen. „Der Ladungstransport in Nanomaterialien ist sehr empfindlich gegenüber externen Faktoren. Was Sie wirklich wollen, ist, unnötige Verarbeitungsschritte zu vermeiden, wenn Sie den idealen leitfähigen Film herstellen möchten. “
„Wir wussten natürlich, dass die Wechselwirkung ziemlich stark ist“, fügte er hinzu. „Denken Sie beispielsweise an Graphit - es ist nur eine große Anzahl von Graphenschichten, die durch denselben Mechanismus miteinander verbunden sind. Wir hatten jedoch nicht erwartet, dass sich dies so stark auf die Leitfähigkeit auswirkt. “
