北京时间03月07日消息，中国触摸屏网讯，美国麻省理工学院的研究人员研制出一种在柔性石墨烯片上涂覆纳米线的新方法。这种方法可以生产出低成本、透明以及柔韧性佳的太阳能电池，能够在窗户、屋顶以及其他物体的表面使用。

    本文来自：http://www.51touch.com/fixture/news/2013/0307/20316.html

    格瑞特克说：“目前，ITO是透明电极材料的首选，如在触摸屏幕智能手机上使用。但是该化合物中铟的价格高昂，而石墨烯则由无处不在、价格低廉的碳所组成。”

    格瑞特克表示，石墨烯可能是替代ITO的新材料。除了成本较低外，它还有诸如柔韧性佳、重量轻、机械强度与化学稳定性高等优点。

    由于石墨的稳定性和惰性结构，要直接在纯净石墨烯的表面构建半导体纳米结构而又不影响其电性能和结构，具有较高的挑战性。因此格瑞特克及其团队使用了一系列聚合物涂层来改变石墨烯的属性，使其能够粘合氧化锌纳米线层，然后再覆盖上响应光波的硫化物量子点或者一种被称为P3HT的材料聚合物。

    格瑞特克说：“尽管进行了修改，但是石墨烯的先天属性仍然保持不变，是一种有着显著优势的复合材料。”

    这项最新研究成果发表在近期的《纳米快报》杂志上，共同撰写者包括麻省理工学院博士后朴慧星和张胜根(音译)，材料科学与工程专业副教授塞尔维洁.格瑞特克，以及其他8位来自麻省理工学院的研究人员。

    目前大多数太阳能电池由硅制成，由于硅需要高度纯化后再制成晶体并切成薄片，导致价格一直比较昂贵。许多研究人员都在探讨硅的替代品，如纳米结构或者混合太阳能电池，而铟锡氧化物(ITO)是这些新型太阳能电池使用的一种透明电极。

    麻省理工学院的团队已经证实，电极分别基于石墨烯与ITO的设备在效率方面具有可比性。在覆盖硫化物量子点的情况下，虽然石墨烯的功率转换效率比通用的硅电池低4.2%，但今后在特殊用途中将具有竞争力。

    此外，研究报告的第一作者、麻省理工学院材料科学与工程学系博士后张胜根表示，不同于其他温度一直持续升高的半导体，涂层氧化锌纳米线的石墨电极完全可以将温度控制在175摄氏度以下。

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成功制备7英寸的石墨烯触摸屏

    据悉,自2004年被发现以来,如何解决大面积、高质量石墨烯制备和快速高效转移两大关键问题,让石墨烯应用于透明电极中,一直困扰着很多研究者。

    “如果电阻触摸屏要采用这种材料,需要先在金属表面上催化生长石墨烯,再把它转移到适合的基底上,才能进行应用。”史浩飞告诉记者,这就相当于在一个足球场上铺一层薄薄的保鲜膜,要让它平平整整且完好无损,难度特别大。

    据介绍,通过“石墨烯透明电极关键技术”研究,他们采用工业原料如塑料、液态苯等作为有效碳源,在300℃的低温下生长出高质量的石墨烯。

    目前,中科院重庆研究院已经在铜箔衬底上生长出15英寸的均匀单层石墨烯,并成功将其完整地转移到柔性PET衬底上和其他基底表面,并且通过进一步应用,还制备出了7英寸的石墨烯触摸屏。

    在中科院重庆研究院的实验室里,记者看到,研究人员将石墨烯触摸屏贴在一台普通笔记本电脑的显示屏上,调试完毕后,用手写笔就能轻松地在屏幕上写字。

    据物理学家组织网1月23日报道，英国曼彻斯特大学的科研人员设计出一种新型石墨烯晶体管，在其中电子可借助隧穿和热离子效应，同时从上方和下方穿越障碍，并在室温下展现出高达1×106的开关比率。

    石墨烯晶体管获得较高的开关比率一直难以实现，而有了高开关比，以及其在柔性、透明基板上的操作能力，新型晶体管能够在后CMOS设备时代占有一席之地，并有望达到更快的计算速度。

    石墨烯晶体管多具有三明治结构，以原子厚度的石墨烯作为外层，而以其他超薄材料作为中间夹层。这些中间层可以囊括多种不同材料。在此次的研究中，科学家使用二硫化钨（WS2）作为中间层，其能够作为两个石墨烯夹层之间原子厚度的壁垒。与其他壁垒材料相比，二硫化钨的最大优势在于，电子可借助热离子运输方式从上方越过障碍，也可利用隧穿效应从下方穿过障碍。处于关闭状态时，极少电子能借助上述方式穿越障碍，但当调至开启状态时，电子既能选用一种方式逾越壁垒，亦能同时选择两种方式以实现类似效果。

    开关间切换将改变晶体管的栅电压。负栅电压将形成关闭状态，因为其将增加隧穿障碍高度，因此几乎没有电子能够越过壁垒。而正栅电压能通过降低隧穿障碍的高度使晶体管转换至开启状态。同时，如果温度足够高，亦可借助热离子电流从上方越过壁垒。在低电压和低温的情况下，隧穿电流与电压呈线性关联。但当处于高压下时，隧穿电流会随电压呈现指数增长，此时热离子电流就会成为主要的传输机制。

    利用上述特质和二硫化钨壁垒材料，新晶体管成为目前性能最佳的石墨烯晶体管之一。此外，由于仅具有几个原子层的厚度，新型晶体管能够耐受弯曲，未来更有望应用于柔性、透明电子设备的制造，成为后CMOS设备时代的有力备选。

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