目前，研制高性能SWCNT柔性透明導(dǎo)電薄膜的關(guān)鍵是獲得單根分散、低接觸電阻的SWCNT網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。近日，中國科學(xué)院金屬研究所與上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)的博士研究生蔣松在金屬所先進炭材料研究部的導(dǎo)師指導(dǎo)下與合作者采用浮動催化劑化學(xué)氣相沉積法制備出具有“碳焊”結(jié)構(gòu)、單根分散的SWCNT透明導(dǎo)電薄膜。

通過控制SWCNT的形核濃度，所得薄膜中約85%的碳管以單根形式存在，其余主要為由2根～3根SWCNT構(gòu)成的小管束。進而，通過調(diào)控反應(yīng)區(qū)內(nèi)的碳源濃度，在SWCNT網(wǎng)絡(luò)的交叉節(jié)點處形成了“碳焊”結(jié)構(gòu)。研究表明該碳焊結(jié)構(gòu)可使金屬性—半導(dǎo)體性SWCNT間的肖特基接觸轉(zhuǎn)變?yōu)榻鼩W姆接觸，從而顯著降低管間接觸電阻。

由于具有以上獨特的結(jié)構(gòu)特征，所得SWCNT薄膜在90%透光率下的方塊電阻僅為41Ω/□；經(jīng)硝酸摻雜處理后，其方塊電阻進一步降低至25Ω/□，比已報道碳納米管透明導(dǎo)電薄膜的性能提高2倍以上，并優(yōu)于柔性基底上的ITO。利用這種高性能SWCNT透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)建的柔性有機發(fā)光二極管（OLED）原型器件，其電流效率達到已報道SWCNT OLED器件最高值的7.5 倍，并具有優(yōu)異的柔性和穩(wěn)定性。圖為SWCNT 柔性透明導(dǎo)電薄膜的光學(xué)照片及其透明導(dǎo)電性能對比。

該研究從SWCNT網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與調(diào)控出發(fā)，有效解決了限制其透明導(dǎo)電性能提高的關(guān)鍵問題，獲得了具有優(yōu)異柔性和透明導(dǎo)電特性的SWCNT薄膜，有望推動SWCNT在柔性電子及光電子器件中的實際應(yīng)用。