گرافن برای الکترونیک تمام پلاستیک

محققان در سوئد و آمریکا از گرافن به‌عنوان کاتد شفاف در افزاره‌های مشابه با یک OLED، بنام پیل الکتروشیمیایی انتشاردهنده نور(LEC)، استفاده کرده‌اند.

دیودهای انتشار دهنده- نور آلی (OLED) به‌طور روزافزونی در کاربردهایی مانند
نمایشگرهای دوربین، تلویزیون‌ها و گوشی‌ها‌ی تلفن همراه، استفاده می‌شوند. اگرچه
افزاره‌های قبلی، علی‌رغم استفاده از مواد مبتنی بر کربن به‌عنوان لایه انتشار
دهنده نور، نیاز به حداقل یک الکترود فلزی داشتند. اکنون محققان در سوئد و آمریکا
از گرافن به‌عنوان کاتد شفاف در افزاره‌های مشابه با یک OLED، بنام پیل
الکتروشیمیایی انتشاردهنده نور(LEC)، استفاده کرده‌اند.

این افزاره یکی از اولین افزاره‌های الکترونیکی تمام پلاستیک یا تمام آلی است. OLED‌ها
نه‌تنها در مقایسه با منابع نور مرسوم زیست‌سازگارتر و ساده‌تر هستند بلکه آنها می‌توانند
برای تولید نور سفید، فوتون‌ها را در سرتاسر گستره‌ای از رنگ‌ها تولید و ترکیب کنند.
همچنین افزاره‌های ساخته‌شده از OLED‌ها توان کمی مصرف می‌کنند.

 

 

شمایی از ساختار و عملیات افزاره ساخته شده بوسیله این محققان.

 

گروه مانیش‌چهوال در دانشگاه روتگرز با گرافیت شروع کرد و در یک محلول
اسیدی گرافیت را اکسید کرده و ورقه‌های اکسید گرافن بدست آورد. بعد از
فیلترکردن این سوسپانسیون و انتقال ماده منتج به یک بستر کوارتز، فیلم
تشکیل شده در دماهای بالا در یک کوره‌ی حاوی آرگون یا هلیم، احیا و آنیل شد.

این محققان این گرافن مشتق‌ شده بصورت شیمیایی، را برای همکاران خود در
دانشگاه یومی (Umea) در سوئد فرستادند. محققان این دانشگاه مخلوطی از سوپر
یلو (یک ماده الکترولومینسانس تجاری)، پلیمر PEO و KCF3SO3 (یک نمک) را روی
این بستر گرافنی به صورت قطره‌ای ریختند. آنها سپس برای ساخت الکترود کاتد
در این LEC، یک ترکیب قابل دسترسی از نظر تجاری حاوی یک پلیمر بنام کِلِوی‌اُس
‌اس ‌وی‌سه (Clevios S V3) را با این کامپوزیت گرافنی روکش‌دهی کردند.

افزاره بدست‌آمده که انتشار نور را فقط در ۲/۸ ولت شروع می‌کند، یک ساختار
ساندویچی تمام آلی مشابه یک OLED می‌باشد، اما شامل هیچ الکترود فلزی نمی‌باشد.
این ساختار می‌تواند در نمایشگر‌ها همانند OLED‌ها استفاده شود.

این محققان راندمان کوانتومی و راندمان تبدیل توان این افزاره در ۴ ولت را
محاسبه کردند که به ترتیب برابر cd/A 9 و lm/W 5 بودند. آنها یک LEC که در
آن گرافن بعنوان الکترود آند بود، را نیز ساخته و تست کردند. این بدین معنی
است که گرافن می‌تواند بعنوان هر دو الکترودهای آند و کاتد در LECاستفاده
شود.

این محققان نتایج خود را در مجله‌ی ACS Nano منتشر کرده‌اند.