Los investigadores han demostrado la fabricación a gran escala de un nuevo tipo de película de electrodo conductor transparente basada en plata nanopatterned. Las pantallas táctiles de los teléfonos inteligentes y los televisores de panel plano usan electrodos transparentes para detectar el tacto y cambiar rápidamente el color de cada píxel. Porque la plata es menosfrágiles y más resistentes a los productos químicos que los materiales utilizados actualmente para fabricar estos electrodos, las nuevas películas podrían ofrecer una opción de alto rendimiento y larga duración para su uso con pantallas flexibles y dispositivos electrónicos. Las películas a base de plata también podrían permitir la instalación de células solares flexibles enventanas, techos e incluso dispositivos personales.
en el diario Materiales ópticos expresos , los investigadores informan la fabricación de una película delgada conductora transparente en discos de vidrio de 10 centímetros de diámetro. Basado en estimaciones teóricas que coincidían estrechamente con las mediciones experimentales, calculan que los electrodos de película delgada podrían funcionar significativamente mejor que los utilizados para los existentespantallas flexibles y pantallas táctiles.
"El enfoque que utilizamos para la fabricación es altamente reproducible y crea una configuración químicamente estable con una compensación ajustable entre la transparencia y las propiedades conductoras", dijo el primer autor del artículo, Jes Linnet de la Universidad del Sur de Dinamarca. "Esto significa que si unel dispositivo necesita una mayor transparencia pero menos conductividad, la película se puede adaptar cambiando el grosor de la película "
Encontrar una alternativa flexible
La mayoría de los electrodos transparentes actuales están hechos de óxido de indio y estaño ITO, que puede exhibir hasta un 92 por ciento de transparencia, comparable al vidrio. Aunque son altamente transparentes, las películas delgadas de ITO deben procesarse con cuidado para lograr un rendimiento reproducible y son demasiado frágilespara usar con dispositivos electrónicos o pantallas flexibles. Los investigadores están buscando alternativas al ITO debido a estos inconvenientes.
La naturaleza anticorrosiva de los metales nobles como el oro, la plata y el platino los convierte en alternativas prometedoras de ITO para crear electrodos duraderos y químicamente resistentes que podrían usarse con sustratos flexibles. Sin embargo, hasta ahora, las películas conductoras transparentes de metales nobles tienensufrió una gran rugosidad de la superficie, lo que puede degradar el rendimiento debido a que la interfaz entre la película y otras capas no es plana. Las películas conductoras transparentes también se pueden hacer usando nanotubos de carbono, pero estas películas actualmente no exhiben una conductancia lo suficientemente alta para todas las aplicaciones ytienden a sufrir también de rugosidad de la superficie debido a que los nanotubos se apilan uno encima del otro.
En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron un enfoque llamado litografía coloidal para crear películas delgadas de plata conductoras transparentes. Primero crearon una capa de enmascaramiento o plantilla, al recubrir una oblea de 10 centímetros con una sola capa de tamaño uniforme,nanopartículas de plástico empaquetadas. Los investigadores colocaron estas obleas recubiertas en un horno de plasma para reducir el tamaño de todas las partículas de manera uniforme. Cuando depositaron una delgada película de plata en la capa de enmascarado, la plata entró en los espacios entre las partículas. Luego disolvieron elpartículas, dejando un patrón preciso de agujeros en forma de panal que permiten el paso de la luz, produciendo una película eléctricamente conductora y ópticamente transparente.
Equilibrio entre transparencia y conductividad
Los investigadores demostraron que su método de fabricación a gran escala se puede utilizar para crear electrodos transparentes de plata con una transmitancia de hasta el 80 por ciento mientras se mantiene la resistencia de la lámina eléctrica por debajo de 10 ohmios por cuadrado, aproximadamente una décima parte de lo que se ha informado para el carbono.películas a base de nanotubos con la transparencia equivalente. Cuanto menor sea la resistencia eléctrica, mejores serán los electrodos para conducir una carga eléctrica.
"El aspecto más novedoso de nuestro trabajo es que tomamos en cuenta tanto las propiedades de transmisión como las propiedades de conductancia de esta película delgada mediante el análisis teórico que se correlacionó bien con los resultados medidos", dijo Linnet. "Los problemas de fabricación generalmente dificultan la obtención deel mejor rendimiento teórico de un nuevo material. Decidimos informar lo que encontramos experimentalmente y postular remedios para que esta información pueda usarse en el futuro para evitar o minimizar los problemas que pueden afectar el rendimiento ".
Los investigadores dicen que sus hallazgos muestran que la litografía coloidal se puede usar para fabricar películas delgadas conductoras transparentes que son químicamente estables y podrían ser útiles para una variedad de aplicaciones.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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