Indium ist eines der seltensten Metalle der Erde, aber es ist ein wichtiger Bestandteil allgegenwärtiger elektronischer Geräte.Ingenieure haben nun einen Weg demonstriert, Indium gegen Graphen auszutauschen, um Geräte mit genau denselben elektronischen Eigenschaften herzustellen.Dünne Filme aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) sind hochgradig elektrisch leitfähig und lichtdurchlässig, was sie perfekt für eine Vielzahl von Anzeigetechnologien macht, darunter LCD, OLED, E-Ink und Touchscreens sowie LED-Beleuchtung, Glasbeschichtungen und Solarzellen .Das Problem ist, dass Indium nicht gerade üblich ist.Obwohl es technisch häufiger vorkommt als Dinge wie Gold und Silber, kommt Indium selten in elementarer Form in der Erdkruste vor, daher muss es als Nebenprodukt von Erzen gewonnen werden, die für andere Metalle, normalerweise Zink, abgebaut werden.Als solches taucht es auf Listen kritischer Rohstoffe in Europa, den USA, Australien und Japan auf.Es ist daher nicht verwunderlich, dass Wissenschaftler nach häufigeren Alternativen suchen.Frühere Arbeiten haben vielversprechende Kandidaten in Kohlenstoffnanoröhren, Kupfernanodrähten oder neuen glasartigen Polymeren gefunden.In einer neuen Studie haben Forscher von Paragraf und der Queen Mary University of London möglicherweise eines gefunden, und zwar in Form des allseits beliebten Wundermaterials – Graphen.Graphen besteht aus einer nur ein Atom dicken Kohlenstoffschicht und weist eine Vielzahl nützlicher elektronischer und optischer Eigenschaften auf, und natürlich hilft es, dass Kohlenstoff eines der am häufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde ist.Die Forscher begannen mit der Abscheidung einer Graphenschicht auf einem transparenten Substrat unter Verwendung einer Technik namens metallorganische chemische Gasphasenabscheidung.Das Graphen wird mit Salpetersäure dotiert, um seine Leitfähigkeit zu erhöhen, und dann mit Lasern in ein bestimmtes Muster geätzt, um es zu einer Anode zu machen.Das resultierende OLED-Gerät auf Graphenbasis schneidet genauso gut ab wie die alten Indium-Zinn-Oxid-Geräte, sagt das Team.Während andere Studien gezeigt haben, wie Graphen als Ersatz für Indium verwendet werden kann, waren die resultierenden Geräte nicht so effizient und leitfähig wie das Original.Das Hauptproblem besteht laut Team darin, dass das Graphen normalerweise mit einer anderen Abscheidungsmethode auf einen Metallkatalysator aufgetragen und dann auf das transparente Substrat übertragen wird, aber dieser zusätzliche Schritt kann Verunreinigungen einführen, die die Leistung beeinträchtigen.„Aufgrund seiner Bedeutung und Knappheit gab es viele Versuche, ITO zu ersetzen, aber bisher wurde kein Material mit einer vergleichbaren Leistung in einem elektronischen oder optischen Gerät gefunden“, sagt Professor Colin Humphreys, Mitautor der Studie.„Unser Papier ist das erste Papier weltweit, das zeigt, dass Graphen ITO in einem elektronischen/optischen Gerät ersetzen kann.Wir haben gezeigt, dass eine Graphen-OLED die gleiche Leistung wie eine ITO-OLED hat.“Aber es gibt noch einige Puzzleteile zu lösen, bevor das sogenannte Wundermaterial die Wunderwaffe werden kann, auf die Wissenschaftler hoffen.Trotz seiner Knappheit ist Indium immer noch relativ billig, während die Massenproduktion von Graphen derzeit kostspielig ist.Diese wirtschaftliche Landschaft verändert sich jedoch, da Unternehmen wie Paragraf Produktionsmethoden entwickeln, um Graphen in größerem Maßstab zu geringeren Kosten herzustellen.Die Forschung wurde in der Zeitschrift Advanced Optical Materials veröffentlicht.Quelle: Queen Mary University of London