![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Проект направлен на создание и исследование новых тонкопленочных материалов из одностенных углеродных нанотрубок с выбранной геометрией, внутреннее пространство которых заполнено различными молекулами. Газофазное заполнение нанотрубок молекулами доноров или акцепторов позволяет осуществить развитие принципиально нового подхода к формированию протяженных проводящих прозрачных пленок из одностенных углеродных нанотрубок (ОУН). Ожидаемая модификация свойств нанотрубок при заполнении базируется на сдвиге уровня Ферми в валентную зону или зону проводимости (в зависимости от типа легирующих молекул), обуславливающем их металлизацию. В зависимости от геометрии исходных нанотрубок должен изменяться тип структур, формируемых внутри них (от цепочек до одномерных кристаллов), а следовательно, и степень металлизации гибридных структур. Успешное решение поставленной в проекте задачи важно для технологических применений, однако, прежде всего, необходимо решить целый комплекс фундаментальных задач. Основным инструментом в данном проекте будут методы оптической спектроскопии, дающие информацию как о структуре, так и об электронных свойствах исследуемых новых материалов. Существенную роль будут играть данные методов с высоким пространственным разрешением – просвечивающей электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии. Изменение работы выхода электронов из легированных нанотрубок будет измерено методом низкополевой эмиссии электронов. Изменение проводимости будет фиксироваться 4х-контактным методом. В рамках проекта будет проведен поиск наиболее эффективных молекул-допантов (йод, бром, CuCl, SF6, и т.д.). В каждом случае будут рассмотрены и промоделированы механизмы взаимодействия углеродной нанотрубки с молекулами или кристаллами, образующимися в ней. Команда проекта обладает уникальными в России взаимодополняющими умениями (подтвержденными публикациями в высокорейтинговых научных журналах) и приборным парком, позволяющими стабильно получать, модифицировать и исследовать одностенные углеродные нанотрубки и структуры на их основе. Командой проекта получены предварительные результаты для тонких пленок из одностенных углеродных нанотрубок, заполненных йодом. Значение электрического сопротивления составило 100 Ом/квадрат при оптической прозрачности 90%. Эти значения сравнимы с параметрами наиболее популярного сегодня на рынке материала ITO (оксида индия-олова), используемого для формирования проводящих прозрачных электродов в полупроводниковых фотоприемниках, жидкокристаллических экранах, органических светодиодах, солнечных батареях. В результате выполнения проекта предполагается снизить электрическое сопротивление пленок до 40 Ом/квадрат и увеличить оптическую прозрачность до 94% посредством выбора оптимальных материалов для легирования. При этом электроды из легированных углеродных нанотрубок будут свободны от основных недостатков ITO - хрупкости и потери чувствительности в ультрафиолетовой области спектра. Новый модифицированный материал будет использован в солнечных элементах, не только как верхний прозрачный электрод, но и как рабочее вещество. Получение стабильных положительных результатов в результате выполнения этого проекта может открыть перспективу замещения ITO на рынке пленками из легированных углеродных нанотрубок. Важно отметить, что индий является относительно редким элементом, в то время как углерод является самым распространенным элементом на планете. Полученные при выполнении проекта результаты будут опубликованы в высокорейтинговых научных журналах и доложены на международных конференциях. Две научные школы для молодых ученых "Одностенные углеродные нанотрубки - новые горизонты" и "Оптоэлектроника наноуглерода", будут проведены в Москве, в ноябре 2015 года, и в Калининграде, в июле 2016 года, соответственно. Ожидается, что в школах будет участвовать по 25-30 молодых ученых. В августе 2017 года в Москве состоится 6-я международная конференция "Фотоника и оптоэлектроника наноуглерода". Она соберет вместе 120-130 ученых. Будут приглашены ведущие специалисты в этой области. Согласие Организационного комитета на проведение конференции в России получено.
грант РНФ |
# | Сроки | Название |
1 | 25 июня 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Новые наногибриды на основе углеродных нанотрубок для оптоэлектроники |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Новые наногибриды на основе углеродных нанотрубок для оптоэлектроники |
Результаты этапа: | ||
3 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Новые наногибриды на основе углеродных нанотрубок для оптоэлектроники |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".