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慕尼黑工业大学研发出新型聚合物涂覆的硅片材料,可抗紫外线且易于生产

2017-03-10 176浏览 标签: 聚合物硅片

201738日,德国慕尼黑工业大学(TUM)开发出新型由聚合物涂覆的硅片材料,具有在光电子器件中替代石墨烯的潜力。

硅纳米片是与石墨烯相似具有特殊光电性能的二维层状材料,但是其不如石墨烯稳定。近日,德国慕尼黑工业大学的研究团队将聚合物涂覆于硅纳米片上,首次成功制备出了可抗紫外线且易于生产的复合材料。这一发现使科学家们向柔性显示器和光传感器等工业应用迈进了一步。

硅元素与碳元素类似,都可以形成只有一个原子厚的二维网络。而硅层和石墨烯相似,都拥有超凡的光电性能。硅片有望应用于纳米电子器件,如柔性显示器、场效应晶体管和光探测器中。由于其可以储存锂离子,它还被认为可以作为可充电锂电池的阳极材料使用。

慕尼黑工业大学高分子化学系负责人Tobias Helbich说:我们对硅纳米片特别感兴趣是因为今天的信息技术是建立在硅材料上的,然而,硅纳米片非常易损,并且当暴露于紫外线下时会迅速分解,这很大程度上限制了它的应用。

Helbich与高分子化学系Bernhard Rieger教授合作,首次成功将硅纳米片嵌入聚合物中,在保护硅片使它们不受损的同时为它们提供抗氧化的保护。这是首个基于纳米片的纳米复合材料。

    此种材料的灵活性和其耐用性使它可用于工业生产中的聚合物技术,这使得实现它的实际应用变得非常容易。


    该纳米复合材料的首次成功应用是由来自慕尼黑工业大学纳米电子器件研究所的Alina LyuleevaPaolo Lugli教授与HelbichRiger合作,成功制造出的一个基于这些硅纳米片的光电探测器。为此,他们将嵌入了硅纳米片的聚合物叠加在了一个涂有黄金涂层的二氧化硅表面上。这种纳米电子传感器由于尺寸极小,可以极大地节省能量和空间。

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