Nový přístup k vývoji nekovových vodičů využitelný v solární energetice, optických technologiích či nanoelektronice představil mezinárodní tým, jehož součástí jsou i čeští vědci. Navrhli a ověřili možnost přípravy jednorozměrných vodivých polymerů na bázi uhlíku. Článek o návrhu publikoval časopis Nature Nanotechnology, oznámila Akademie věd ČR ve středeční tiskové zprávě.
Kovové vodiče, v současnosti součást většiny komerčních elektrických a elektronických zařízení, vedou elektrický proud pomocí volných elektronů v jejich strukturách.
Organické molekuly na bázi uhlíku a vodíku většinou volné elektrony neobsahují a působí jako izolanty. Existují však organické vodiče, takzvané polymery, které vedou proud vlivem obohacení jinými prvky. Tyto prvky dodávají nebo odebírají ze struktury uhlíkových polymerů elektrony. Tím vzniká potřebný volný elektrický náboj, který způsobuje vysokou elektrickou vodivost.
Podle AV jsou polymerní vodiče oproti kovovým nenáročné na výrobu. Lépe se u nich také ladí například jejich elektrické a optické vlastnosti. Některé se využívají v LED diodách, solárních článcích nebe senzorech. K nevýhodám však patří nízká chemická a tepelná stabilita způsobená cizími prvky ve struktuře.
Vědci se proto snaží připravit nové typy polymerů. A právě takový navrhl i česko-španělsko-švýcarský tým.
Nové možnosti pro miniaturizaci
Vedoucí české skupiny Pavel Jelínek uvedl, že vědci studovali polymery, které jsou charakteristické střídáním jednoduchých a dvojných vazeb mezi atomy uhlíku. "Vhodnou volbou základních stavebních jednotek polymeru lze připravit jednorozměrný systém, který se nachází v blízkosti fázového přechodu, na základě kompenzace vnitřního mechanického napětí polymeru a jeho elektronové struktury. Právě s použitím správných výchozích molekul vznikl vysoce vodivý polymer s volnými elektrony bez nutné přítomnosti cizích prvků," popsal vědec.
"Výhodou nových polymerů je vysoká reprodukovatelnost přípravy a očekávaná vyšší stabilita oproti původním obohaceným vodivým polymerům. Možnost konstrukce stabilních uhlíkových vodivých polymerů otevírá nové možnosti pro miniaturizaci a zvýšení výkonu řady elektronických součástek," doplnil.
Za Česko se na výzkumu podíleli vědci z Fyzikálního ústavu Akademie věd a Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů Přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého v Olomouci.
