希少金属を用いない透明フレキシブル電極の開発

开发不使用稀有金属的透明柔性电极

• 批准号: 12F02057
• 负责人: 種村 眞幸
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02057/
• 关键词: 透明電極; フレキシブル; イオン照射; カーボンナノチューブ

携帯電話、薄型テレビに代表されるように、透明電極は我々の生活には不可欠の存在である。現状では、透明導電膜と言えばIndium Tin Oxide (ITO)膜である。しかしながらこのITO膜は、フレキシブル基板上ではクラック等が入ってしまうためその性能を維持することができない。また、ITO膜は希少金属(インジウム)を含むことから、代替となる、希少金属を含まない透明導電膜(透明電極)の開発は焦眉の急である。本研究は、ナノ構造を有する透明フレキシブル基板上にカーボンナノチューブ(CNT)等を規則的に配列させることで、透明性と良導性を併せ持つ新たな透明電極の開発を目的としている。本年度の具体的成果は以下の通りである。ナノ周期構造の作製 : 前年度の知見を基に、ガラス等の種々の基板上にナフィオンを塗布しイオン照射を行うことで、ナフィオンに形成されたwrinkle(さざ波状)構造群の基板への転写が可能であった。wrinkle構造群が転写された基板では、可視光全域で90%以上の高い透過率を呈した。尚、100ミクロン程度の厚みのものを用いればガラス基板も十分な可擁性を有し、フレキシブル基板としても利用できる。ナノカーボンの配列制御 : Spray Coating法とDip Coating法を用い単層CNTをwrinkle構造の溝に沿って整列させることを試みた。何れの方法でも、単層CNTの分散液を得るために、1,2-dichloroethane (DCE)に適量混合し、数時間の超音波による分散の後、12000回転の超遠心分離(1.5時間)により得られた上澄み液(単層CNTが十分分散した溶液)を用いた。導電性と80%以上の高い可視光透過率は達成できたが、規則的な配列制御は困難であった。そこで、新たな手法として、wrinkle構造に非晶質の炭素膜を堆積し、触媒金属微粒子を用いて、固相反応によるwrinkle構造に沿ったナノカーボンの直接形成を試みた。ラマン分光分析の結果、結晶性ナノカーボンの形成が確認された。この手法を用いることで、ナノカーボンの配列制御に新たな道を拓くことができた。

Mobile phones, thin film, transparent electrodes, and our lives. Indium Tin Oxide (ITO) Film The ITO film is on the substrate and the performance is maintained. ITO films contain rare metals, such as silicon, aluminum, aluminum, In this study, the transparent electrode structure has a regular arrangement of transparent electrodes (CNT) on the substrate, transparency and good conductivity, and maintains a new transparent electrode development goal. This year's specific achievements are as follows: For the preparation of periodic structures, it is possible to form a substrate with a wavy (wavy) structure group by coating the substrate with the base layer and the base layer in the previous year. Wrinkle structure group is composed of a substrate with a high transmittance of more than 90% in the whole visible light field. The thickness of the substrate is 100 mm. The substrate is very easy to use. Spray Coating Method and Dip Coating Method are used for single layer CNT and wrinkle structure. The method includes mixing 1,2-dichloroethane (DCE) with appropriate amount, ultrasonic dispersion for several times, ultra-telecentric separation for 12000 cycles (1.5 times), and obtaining supernatant solution (single-layer CNT solution is very dispersed). Conductivity 80% or more high visible light transmittance is difficult to achieve, regular alignment In addition, the new method is to deposit amorphous carbon film, catalyst metal particles, solid phase reaction, and directly form the structure. The results of spectroscopic analysis and the formation of crystalline crystals were confirmed. This method is used to adjust the layout of the system.

项目成果

Single-Walled Carbon Nanotubes Based Transparent and Flexible Field Emission Device

基于单壁碳纳米管的透明柔性场致发射装置

• 发表时间: 2012
• 作者: Pradip Ghosh;ほか;Pradip Ghosh
• 通讯作者: Pradip Ghosh

Controlled fabrication of highly transparent and flexible nanostructuresat room temperatUre

在室温下控制制造高度透明和柔性的纳米结构

• 发表时间: 2013
• 作者: Pradip Ghosh;ほか
• 通讯作者: ほか

Morphology-Tuned Fabrication of Highly Transparent and Flexible Nano structures at Room Temperature.

室温下高度透明和柔性纳米结构的形态调整制造。

• DOI: 10.1166/jnn.2013.7483
• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Nanoscience and Nanotechnology
• 作者: Pradip Ghosh;ほか
• 通讯作者: ほか

Conductjng Polymer based hybrid structure as transparent and fleXible field electron elnitter

基于导电聚合物的混合结构作为透明柔性场电子发射器

• DOI: 10.1002/pssr.201307175
• 发表时间: 2013
• 期刊: Physica Status Sohdi-Rapid Research Letters
• 作者: Debasish Ghosh;Pradip Ghosh;ほか
• 通讯作者: ほか

Morphology-Tuned Fabrication of Highly Transparent and Flexible Nanostructures at Room Temperature" Journal of Nanoscience and Nanotechnology

室温下高度透明和柔性纳米结构的形态调整制造”《纳米科学与纳米技术杂志》

• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Nanoscience and Nanotechnology
• 作者: Pradip Ghosh;ほか
• 通讯作者: ほか