科学研究 /2023-11-2 18:19
华南先进光电子研究院周国富教授团队Eser Metin Akinoglu副研究员在《ACS Nano》上发表重要研究成果
来源:华南先进光电子研究院|作者:华南先进光电子研究院|摄影:华南先进光电子研究院|编辑:卢嘉裕
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近日,我校华南先进光电子研究院周国富教授团队Eser Metin Akinoglu副研究员与高进伟教授合作在新型柔性稳定透明电极方面取得重要进展。该工作结合龟裂模板法与氮化钛材料,成功制备了可用于新一代光电器件的高柔性和抗酸碱性氮化钛微纳网络透明导电电极。该研究成果“Highly Flexible and Acid−Alkali Resistant TiN Nanomesh Transparent Electrodes for NextGeneration Optoelectronic Devices”在线发表在美国化学会重要期刊《ACS Nano》(SCI影响因子17.1),并作为封面文章刊出。Eser Metin Akinoglu副研究员和王新教授共同指导的硕士研究生李彩涛为论文第一作者。Eser Metin Akinoglu副研究员、高进伟教授和昆士兰大学邱腾飞博士为共同通讯作者,我校金名亮教授、王新教授、周国富教授和波兰科学院Michael Giersig教授等为主要作者,我校为第一完成单位。

随着移动终端、可穿戴设备、智能家具等新产品兴起,透明、柔性、轻便、大尺寸化、以及低价化已成为这一产业的基本要素。作为这些设备的常用薄膜材料,透明导电电极不仅需要较好的光电性能,机械柔性、大尺寸及其低成本要素也成为必要特性。传统金属氧化物透明导电电极(例如ITO),由于成本高、质脆,其地位不断受到挑战。近年来,各种ITO替代材料与技术蓬勃发展,涌现了许多新型透明导电材料,例如:碳纳米管、石墨烯、导电高聚物、金属纳米线和金属网格电极等,其中金属纳米线和金属网格是重要的替代材料。然而,低维金属材料在酸碱环境中容易氧化,导致其失效。因此,寻找优异光电性能,且环境稳定微纳网络电极是本领域重要研究方向。

最近,周国富教授团队Eser Metin Akinoglu副研究员与高进伟教授合作报导了一种具有良好光电性能、出色的柔韧性,及优异化学稳定性的氮化钛纳米网络柔性透明导电电极(TiN NM FTE)。该技术采用高进伟教授团队首创的龟裂模版法(Gao. J. et. al. Adv. Mater. 2013), 结合磁控沉积超薄TiN涂层制备而成。该TiN纳米网络透明电极具有优异的光电性能,在厚度为50 ~ 600 nm之间的透光率达到88 ~ 96%,表面电阻范围从200到34 kΩ/sq。由于TiN和衬底之间的紧密结合以及弹性纳米网结构,TiN纳米网显示出卓越的柔韧性和弯曲耐受性,在1000次弯曲循环后电阻变化不大。更重要的是,由于TiN固有的稳定性,该网格透明电极展示出了优异的抗强酸碱性,在经过不同酸碱腐蚀24小时后电阻几乎不变。该网络透明电极还表现了出色的热响应稳定性和快速响应时间。该工作进一步验证了龟裂模版法在制备网络透明导电电极方面的优势,结合TiN固有稳定性,有望开发出具有优异恶劣环境稳定性的微纳网络透明导电电极,为开发下一代光电器件提供重要技术支撑。

Eser Metin Akinoglu副研究员在德国柏林自由大学获得了博士学位,师从Michael Giersig教授,现为华南师范大学华南先进光电子研究院周国富教授团队成员。在ACS Nano、Chemical Engineering Journal、Advanced Optical Materials、Carbon和ACS Applied Materials and Interfaces等期刊发表原创论文64篇,他引超过1500次,H指数为21。

这项工作受国家自然科学基金国际科学家研究基金、广东省光信息材料与技术重点实验室、国家国际科技合作基地“绿色光电子国际联合研究中心”、教育部光信息国际合作联合实验室、国家高等学校学科创新引智计划111引智基地-光信息引智基地等项目资助。

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