نانو سیم‌های نقره

نانو سیم‌های نقره

دستگاه‌های اپتوالکترونیک (optoelectronic devices) دستگاه‌هایی هستند که با استفاده از مکانیک کوانتوم و برپایه تبدیل نور به سیگنال الکتریکی یا بلعکس، کار می‌کنند. این دستگاه‌ها امروزه به وفور در صنایع الکترونیک کاربرد دارند. از این وسایل می‌توان به: سلول‌های خورشیدی، صفحات لمسی، سنسورها، led‌ها و دیودهای لیزری اشاره کرد. بهینه کردن ساخت این ابزارها اهمیت زیادی دارد. یکی از این روش‌های بهبود این دستگاه‌ها استفاده از نانو سیم‌های نقره (AgNWs) است. این نانو سیم‌ها که در واقع سیم‌های تک بعدی هستند، در کنار حالت نانویی خود، خواص عالی هدایت الکتریکی و گرمایی نقره دارا هستند. انعطاف‌پذیری بالا، خمش و کشش بالا، هدایت الکتریکی عالی و شفافیت از مهم‌ترین ویژگی های نانو سیم‌های نقره است.

روش‌های ساخت این نانو سیم‌ها در 4 دسته قرار میگیرد:

الف) استفاده از قالب‌های کمکی: در این روش با استفاده از قالب‌های سخت مانند سیلیکا یا آلومینای متخلخل، نانولوله‌های کربنی و یا قالب‌های نرم مانند DNA و پروتئین استفاده می‌شود.

ب) روش‌های الکتروشیمی: در این روش همراه با واکنش کاهش الکتروشیمیایی، نانو سیم ساخته می‌شود. در این روش می‌توان نازک‌ترین و بلندترین نانو سیم را تولید کرد. اما برای تولید انبوه بدلیل پیچیدگی‌ها و پرهزینه بودن، مناسب نیست.

ج) روش شیمیایی در فاز محلول: در این روش نانو سیم‌ها با واکنش اکسایشی کاهشی در فاز مایع و در حضور پایدار کننده، تهیه می‌شوند. خلوص بالا از مزیت‌های این روش هست.

د) روش Polyol: یکی از رایج‌ترین روش‌های ساخت این ترکیبات با بازده بالا است. در این روش ابتدا هسته‌هایی از نقره یا پلاتین ایجاد شده و سپس نانو لوله از آن رشد داده می‌شود.

نازک‌ترین نانو سیم‌ها (5 nm) و بلند ترین آنها (300 nm) با استفاده از روش الکتروشیمی به‌دست می‌آیند. هدایت الکتریکی در نانو سیم‌ها نسبت به نقره فلزی (که هدایت الکتریکی بالایی دارد) کمتر است. این امر به دلیل وجود لایه پلیمری PVP بین نانو سیم‌ها است که به صورت یک عایق عمل کرده و اتصال نانو سیم‌ها را کاهش می‌دهد. معروف‌ترین کاربرد این نانو سیم‌ها ساخت الکترودهای رسانای شفاف است که کاربرد زیادی در صنایع اپتوالکترونیک دارد. این دسته از الکترودها در حال حاضر از قلع ایندیم اکسید (ITO) ساخته می‌شوند که فرایندی سخت و هزینه‌بر دارند. از این رو میتوان نانو سیم‌های نفره را جایگزینی برای آن در نظر گرفت. در شکل زیر شمایی از این الکترود که برای ساخت OLED استفاده شده، نشان داده شده است.

شماتیک کاربرد های نانو سیم های نقره
مقالات مرتبط