【加拿大都市網】銦(Indium)是地球上最稀有的金屬之一，但它是普遍存在的電子設備的關鍵成分。工程師們現在已經演示了一種用石墨烯取代銦的方法，以製造具有完全相同電子性能的設備。
銦錫氧化物(ITO)薄膜具有高度的導電性和對光的透明性，因此非常適合各種顯示技術，包括LCD、OLED、電子墨水和觸屏，以及LED照明、玻璃塗層和太陽能電池。
問題是銦並不常見。雖然從技術上講，銦比金和銀等物質更豐富，但它很少以元素形式存在於地殼中，所以它只能作為開採其他金屬(通常是鋅)的礦石的副產品被提取出來。因此，它出現在歐洲、美國、澳洲和日本的「關鍵原材料清單」(Critical raw materials)。
因此，科學家們正在尋找更常見的替代品。之前已經找到在碳納米管、銅納米線或新型玻璃聚合物中找到了有希望的候選材料。在一項新的研究中，石墨稀設備公司Paragraf和倫敦瑪麗女王大學的研究人員可能已經發現了一種，以每個人都喜歡的神奇材料——石墨烯的形式存在。
石墨烯由一層只有一個原子厚度的碳組成，展現出多種有用的電子和光學特性，當然，它有助於碳是地球上最豐富的元素之一。
研究人員首先使用一種被稱為「金屬有機化學氣相沉積」的技術，在透明的基底上沉積一層石墨烯。石墨烯被摻雜了硝酸，以提高其導電性，然後用激光蝕刻成特定的圖案，使其成為陽極。研究小組說，這種基於石墨烯的OLED設備的性能和舊的氧化銦錫設備一樣好。
雖然其他研究已經證明了石墨烯可以用來替代銦，但由此產生的器件的效率和導電性不如原始器件。研究小組表示，關鍵問題在於，通常使用不同的沉積方法將石墨烯置於金屬催化劑上，然後轉移到透明基底上，但這一額外步驟會引入影響性能的雜質。
基於ITO的重要性和稀缺性，人們曾多次嘗試替代它，但到目前為止，還沒有發現任何一種材料在電子或光學器件中有類似的性能，該研究的共同作者Colin Humphreys教授說：「我們的論文是世界上第一篇證明石墨烯可以在電子/光學設備中取代ITO的論文。我們已經證明石墨烯– OLED與ITO-OLED具有相同的性能。」
但在這種所謂的神奇材料成為科學家們希望的靈丹妙藥之前，仍有一些謎題有待解決。儘管銦資源稀缺，但它仍然相對便宜，而石墨烯目前的批量生產成本很高。然而，隨着像Paragraf這樣的公司開發出以更低成本大規模生產石墨烯的生產方法，這種經濟格局正在發生轉變。
這項研究發表在《先進光學材料》(Advanced Optical Materials)期刊。
圖片: Queen Mary University of London
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