Институт органической электроники, электронно-лучевой и плазменной технологии им. Фраунгофера из Дрездена вместе с партнерами впервые сумел изготовить OLED-электроды из графена. Электроды имеют площадь 2 ? 1 квадратный сантиметр. «Это был настоящий прорыв в исследованиях и интеграции чрезвычайно сложных материалов», — говорит руководитель проекта FEP д-р. Беатрис Бейер.
Процесс был разработан и оптимизирован в рамках финансируемого ЕС проекта «Гладиатор» (Слои графена: производство, характеристика и интеграция) вместе с партнерами из промышленности и исследований.
Графен считается новым чудо-материалом.
Преимущества углеродного соединения впечатляют: графен легкий, прозрачный, чрезвычайно твердый и имеет большую прочность на разрыв, чем сталь. Кроме того, он гибкий и чрезвычайно проводящий для тепла или электричества. Графен состоит из одного слоя атомов углерода, которые собраны в виде соты.
Это всего лишь 0.Толщина 3 нанометра, что составляет примерно одну стотысячную человеческого волоса. Графен имеет множество применений — например, в качестве сенсорного экрана в смартфонах.
Химическая реакция меди, метана и водорода
Производство OLED-электродов происходит в вакууме. В стальной камере пластина из высокочистой меди нагревается примерно до 800 градусов. Затем исследовательская группа поставляет смесь метана и водорода и инициирует химическую реакцию.
Метан растворяется в меди и образует атомы углерода, которые распространяются по поверхности. Этот процесс занимает всего несколько минут.
После фазы охлаждения на графен наносится полимерный носитель, и медная пластина протравливается.
Проект Gladiator запущен в ноябре 2013 года. Команда Фраунгофера работает над следующими шагами до их завершения в апреле 2017 года. В течение оставшейся части проекта необходимо свести к минимуму примеси и дефекты, которые возникают во время переноса тонкой пластины графена на другой материал-носитель.
Проект поддерживается Комиссией ЕС. Всего 12 человек.4 миллиона евро.
Важными промышленными партнерами Института Фраунгофера являются испанская компания Graphenea S.А., который отвечает за производство графеновых электродов, а также британская Aixtron Ltd., который отвечает за строительство производственных реакторов CVD.
Применение фотоэлектрической энергии в медицине
«Первые продукты могут быть запущены уже через два-три года», — уверенно говорит Бейер. Благодаря своей гибкости графеновые электроды идеально подходят для сенсорных экранов. Они не ломаются при падении устройства на землю.
Вместо стекла можно использовать прозрачную полимерную пленку. Возможны и многие другие применения: в окнах прозрачный графен может регулировать светопропускание или служить электродом в поляризационных фильтрах.
Графен также может использоваться в фотовольтаике, высокотехнологичном текстиле и даже в медицине.