(96/04/13)

الکترودهای شفاف یکی از ادوات پر کاربرد در تجهیزات الکترونیکی است اما مواد اولیه ساخت آنها بسیار گران‌قیمت است. مدتی است دانشمندان در جستجوی جایگزینی برای آن هستند. اخیرا گرافن به‌عنوان یکی از گزینه‌ها معرفی شده است. یک تیم تحقیقات آلمانی مقاله مروری درباره مزایای و معایب استفاده از مواد مختلف نظیر گرافن در این الکترودها نوشته است.

الکترودهای شفاف معمولا در ماژول‌های خورشیدی، تلویزیون‌های تخت و نمایشگرهای دیود نشر نوری به‌وفور یافت می‌شوند. جنس این الکترودها اکسیدهای فلزی نظیر In2O3, SnO2, ZnO and TiO2 است. از آنجایی که قیمت ماده خام این الکترودها نظیر فلز ایندیم هر روز بیشتر می‌شود، محققان به‌دنبال جایگزینی برای آن هستند. اخیرا مقاله‌ای توسط مرکز هلموتز برلین توسط کلاوس المر در نشریه Nature Photonics به چاپ رسیده است که در آن به بررسی مزایا و معایب استفاده از انواع مختلف مواد در این الکترودها پرداخته است. 
نانوساختارهای فلزی (نظیر مس و نقره) و کربنی دارای خواص جالب توجهی هستند که می‌توان از ویژگی‌های آنها برای تحقیقات بیشتر استفاده کرد. برای مثال گرافن که ساختار کربنی اصلاح شده است، می‌تواند به‌عنوان الکترود شفاف مورد استفاده قرار گیرد، دلیل این امر دو ویژگی بارز آن است این ماده هم شفاف بوده و هدایت الکتریکی بالایی دارد. این ویژگی‌ها کاملا به ترکیب شیمیایی ماده بستگی دارد. گرافن ماده ورقه‌ای شکل است که از اتم‌های کربن به شکل لانه زنبوری تشکیل شده است این ماده دو بعدی می‌تواند الکترون را به‌راحتی از خود عبور دهد.
المر می‌گوید این نوع مواد می‌توانند با مواد فعلی ترکیب شده و یا به تنهایی در تجهیزات مورد استفاده قرار گیرند. برای این که این امر تحقق پیدا کند و بتوان از گرافن در حوزه‌هایی نظیر الکترونیک جهت ممانعت از ایجاد مدار کوتاه استفاده کرد باید مکانیسم عملکرد گرافن مورد بررسی قرار گیرد. برای مثال باید مشخص شود که آیا ابر الکترونی در گرافن نیز همانند دیگر مواد تشکیل می‌شود. 
سرنوشت استفاده از گرافن به این بستگی دارد که پایداری آن در دراز مدت ثابت شود یعنی در صورت استفاده در یک دستگاه به‌صورت طولانی مدت دچار زوال نشود. همچنین یکی از موانع به‌کارگیری این ماده تولید آن با هزینه اندک است. المر و همکارانش یک مقاله مروری در این باره به رشته تحریر در آوردند که در شماره 30 نوامبر 2012 در نشریه Nature photonics به چاپ رسیده است.