目前，研制高性能SWCNT柔性透明導電薄膜的關鍵是獲得單根分散、低接觸電阻的SWCNT網(wǎng)絡結構。近日，中國科學院金屬研究所與上?？萍即髮W物質學院聯(lián)合培養(yǎng)的博士研究生蔣松在金屬所先進炭材料研究部的導師指導下與合作者采用浮動催化劑化學氣相沉積法制備出具有“碳焊”結構、單根分散的SWCNT透明導電薄膜。

通過控制SWCNT的形核濃度，所得薄膜中約85%的碳管以單根形式存在，其余主要為由2根～3根SWCNT構成的小管束。進而，通過調控反應區(qū)內的碳源濃度，在SWCNT網(wǎng)絡的交叉節(jié)點處形成了“碳焊”結構。研究表明該碳焊結構可使金屬性—半導體性SWCNT間的肖特基接觸轉變?yōu)榻鼩W姆接觸，從而顯著降低管間接觸電阻。

由于具有以上獨特的結構特征，所得SWCNT薄膜在90%透光率下的方塊電阻僅為41Ω/□；經(jīng)硝酸摻雜處理后，其方塊電阻進一步降低至25Ω/□，比已報道碳納米管透明導電薄膜的性能提高2倍以上，并優(yōu)于柔性基底上的ITO。利用這種高性能SWCNT透明導電薄膜構建的柔性有機發(fā)光二極管（OLED）原型器件，其電流效率達到已報道SWCNT OLED器件最高值的7.5 倍，并具有優(yōu)異的柔性和穩(wěn)定性。圖為SWCNT 柔性透明導電薄膜的光學照片及其透明導電性能對比。

該研究從SWCNT網(wǎng)絡結構的設計與調控出發(fā)，有效解決了限制其透明導電性能提高的關鍵問題，獲得了具有優(yōu)異柔性和透明導電特性的SWCNT薄膜，有望推動SWCNT在柔性電子及光電子器件中的實際應用。