两组合聚合物分类以获得全碳光探测器的高纯度s-SWCNT

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 电子工程 电子工程

背景情况:

• 基于碳的电子技术的进步取决于高纯度的半导体单壁碳纳米管 (s-SWCNTs).
• 现有的方法往往难以同时实现高产量和纯度.
• 对s-SWCNTs的高效分类对于开发下一代电子设备至关重要.

研究的目的:

• 开发一种新的提取策略,以高效地分类s-SWCNT,获得更高的产量和纯度.
• 为了提高分类效率,使用聚合物和超声波工艺的组合.
• 为了证明纯化的s-SWCNTs在制造高性能光探测器中的实用性.

主要方法:

• 使用了两个聚合物,聚[N-{1-octylnonyl) -9H-carbazol-2,7-diyl] (PCz) 和聚{9,9-n-dihexyl-2,7-fluorene-alt-9-phenyl-3,6-carbazole) (PDFP),用于选择性包装大直径的s-SWCNTs.
• 采用两种超声波处理以消除表面聚合物污染并提高分拣效率.
• 通过吸收和拉曼光谱检查对排序的s-SWCNTs (>99%) 的纯度进行了验证.

主要成果:

• 通过结合PCz和PDFP,与PCz单独相比,分类效率提高了4倍.
• 制造的场效应晶体管和光探测器,具有出色的半导体性能和宽频探测.
• 在用纯化的s-SWCNTs制成的设备中证明了长期的稳定性.
• 报告了一种使用s-SWCNTs的光探测器,其光响应度为0.35mA/W,检测能力为4.7×10^6 Jones.
• 开发了一种s-SWCNTs/石墨烯异质结光探测器,其光响应度为3mA/W,检测能力为6.3×10^6 Jones.

结论:

• 开发的提取策略为获得高纯度和高产量的s-SWCNTs提供了一个有希望的方法.
• 这种方法促进了先进的碳基光探测器的开发,提高了性能.
• 纯化的s-SWCNT适用于各种基于碳的电子应用,需要高质量的材料.