Színes nanocsövek lesznek a jövő tévéiben

Az elektronika következő korszakában a szén-nanocsövek töltik be azt a szerepet, amelyet a mai számítógépkorszakban a szilícium játszik.

Az amerikai Nortwestern Egyetem kutatói olyan félig átlátszó, jó elektromos vezető filmrétegeket hoztak létre szén-nanocsövekből, amelyek a színes üvegekre emlékeztetnek. Első alkalmazásuk az LCD- és plazmaképernyőket felváltó lapos, téremissziós megjelenítőkben (FED-TV: field emission flat screen display) várható.

Átlátszó, az elektromosságot jól vezető filmrétegekkel sok laboratóriumban foglalkoznak. Alkalmazásuk is széles körű már: elektródák lapos képernyőkben, érintőképernyőkön, szilárdtest világító eszközökben és napelemekben. Az átlátszó vezető filmek iránti igény rohamos ütemben nő, mert energiahatékony megoldásokat tesznek lehetővé.

Ma az alkalmazások többségében indium-ón-oxid filmeket használnak. Az indium viszonylag ritka, és a növekvő igény felverte az árát az utóbbi öt évben. A gazdaságosság kérdésen túl más szempontból sem ideális megoldás. Mechanika rugalmassága gyenge, optikai tulajdonságai pedig csak kismértékben változtathatók. Ezért a szerves világító diódákban (LED) és a szerves fényelektromos eszközökben csak kompromisszumokkal alkalmazhatók.

A rugalmas műanyag alapra készített vezető, rugalmas szén-nanocső rétegek színes üvegekre emlékeztetnek. A szén-nanocsöveket átlagos átmérőjük szerint rendezték el, a legkisebb átmérőjű a kép bal alsó részén látható. Az átmérő az óramutató járásával egyező irányban növekszik

A Northwestern Egyetem kutatói, Mark Hersam, az anyagtudomány professzora és diákja, Alexander Green, a Nano Letters folyóirat online kiadásában közölték eredményüket. Az ún. sűrűség-gradiens ultacentrifugálás módszerével szétválogatták a nanocsöveket. A vékony rétegeket ezután olyan nanocsövekből hozták létre, amelyek azonos elektromos és optikai jellemzőkkel bírtak.

A nagy tisztaságú, egyforma nanocsövekből létrehozott filmek tízszer jobb elektromos vezetőnek bizonyultak, mint a korábbi, válogatatlan nanocsövekből létrehozott rétegek. Az ultracentrifugálás lehetővé tette az optikai jellemzők szerinti osztályozást is. Így tetszés szerinti színű, félig átlátszó vezető filmrétegeket tudtak létrehozni (lásd az ábrát). Jól látható, hogy a nanocső átmérőjének változásával változik a vékonyréteg színe. Ez jelentős előrelépés az indium-ón-oxid rétegekhez képest, és biztató a szén nanocsövek elektronikai és fényelektromos alkalmazásai szempontjából.