首尔大学工学院教授 Lee Taewoo 和美国 Drexel 大学教授 Yury Gogotsi 5 月 19 日表示,研究团队成功开发出了采用二维 Mxene 材料作为透明电极的高效率发光元件。

 

根据韩媒 N.News.Naver 报道,透明电极在各种 IT 设备中为元件供电,同时发挥光通道的作用,因此电导性和透光度要高。随着利用柔性电子元件的应用领域不断扩展,对柔性透明电极的要求也增加了。
 

图:Mxene 薄膜的形成(上),采用现有的 ITO 电极和 Mxene 电极的发光元件效率和采用 Mxene 透明电极的柔性发光元件图像


 
目前最普遍使用的透明电极是钽锡氧化物,具备电传导性高,透明的优点,但存在弯曲或折叠时易碎的缺点。

 

为了弥补这一缺点,对石墨烯、导电性高分子、金属纳米线等都进行了研究,但由于电导率低、薄膜制造工艺复杂等原因,难以实现商业化,需要研发新材料。

 

2011 年,Yury Gogotsi 教授研究团队研发的 Mxene 是平板结构的新型纳米材料,电导电性好,比较容易通过溶液工艺形成薄膜,在电子元件领域进行了研究。

 

Lee Taewoo 教授团队与 Yury Gogotsi 教授团队共同研究,开发出具有高导电度和功函数的透明电极。

 

研究团队通过溶液工艺形成 Mxene 薄膜后,进行了低温真空处理,调整 Mxene 表面存在的作用基的比例。与现有的透明电极相比,有效注入空穴,采用了酸度低、快速气化的新型空穴注入层。

 

研究使用了通过表面和表面改性形成的 Mxene 透明电极,实现了该结构中理论上计算出的最高效率。与采用现有的透明电极的有机发光二极管(OLED)效率相比,实现了同等程度的发光效率,采用 Mxene 透明电极,在高弯曲次数下也能保持稳定运行。

 

Lee Taewoo 教授表示:“我们采用了具有优秀电气、电子特性的透明电极,开发了高效率、柔性的发光元件”,并称“该研究为 Mxene 的多种光电元件的应用提供了指南,并有望为柔性印刷电子元件商业化做出贡献。”

 

本次研究结果刊登在国际学术期刊《先进材料(Advanced Materials》上月 30 日的网络版上。