Vật liệu dẫn điện trong suốt (transparent conducting – TC) đã đóng vai trò quan trọng cho các ứng dụng quang điện khác nhau nhƣ: chống ngƣng tụ hơi nƣớc cho cửa sổ máy bay, phƣơng tiện cơ giới; màng chắn tĩnh điện, màn chắn nhiễu điện từ; gƣơng phản xạ nhiệt cho cửa sổ và bóng đèn nhiệt; điện cực trong suốt cho màn hình hiển thị tinh thể lỏng (LCD), màn hình plasma, màn điện sắc; diode phát quang hữu cơ (OLED), điện cực cho pin mặt trời dựa trên Si vô định hình; các tiếp xúc bán dẫn cho ứng dụng điện tử trong suốt. Các công nghệ đang phát triển hiện nay là các tivi màn hình phẳng định vị cao (High Definition TV), màn hình lớn với độ phân giải siêu cao cho máy tính để bàn, cửa sổ phát xạ thấp (Low Emission), cửa sổ điện sắc, màng mỏng photovoltaic (PV), thiết bị cầm tay thông minh, màn hình cảm ứng, các thiết bị phát quang. Màng TC đã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng nhiều trong đời sống. Màng TC có độ truyền qua cao (> 80%) trong vùng khả kiến và độ dẫn điện cao (> 10 3 S.cm -1 ) không thể tìm đƣợc trong các vật liệu thông thƣờng. Màng dẫn điện tốt và bán trong suốt có thể thu đƣợc dƣới dạng màng mỏng của một số kim loại nhƣ bạc và vàng. Phƣơng thức thông thƣờng nhất hiện nay để chế tạo đƣợc vật liệu TC là tạo nên sự không hợp thức có kiểm soát trong cấu trúc tinh thể hoặc đƣa vào các tạp chất thích hợp để tạo sự suy biến trong vùng cấm rộng của một số ôxít. Những cách thức này có thể dễ dàng thu đƣợc với các ôxít ở dạng màng mỏng đƣợc chế tạo bằng nhiều kỹ thuật khác nhau. Do đó vật liệu TC dựa trên các ôxít (Transparent Conducting Oxide – TCO) đã đƣợc tập trung nghiên cứu nhiều nhất. TCO đã đƣợc nghiên cứu sử dụng từ đầu thế kỷ 20 (1907) với CdO. Từ đó rất nhiều vật liệu TCO dƣới dạng màng mỏng đƣợc nghiên cứu chế tạo nhƣ ZnO pha tạp, SnO 2 pha tạp, In 2O3 pha tạp. Từ những năm 60 của thế kỷ trƣớc, vật liệu TCO đƣợc sử dụng rộng rãi nhất cho các thiết bị quang điện tử là Indium Iin Oxide Khóa luận tốt nghiệp đại học 2010 Dƣơng Văn Long Trang 10 (ITO). Và cho đến nay, ITO vẫn là vật liệu đƣợc sử dụng chủ yếu trong sản suất các linh kiện quang điện tử do tính ƣu việt về độ dẫn điện và tính trong suốt. Vật liệu ZnO, SnO 2 đƣợc pha tạp, cũng thu hút nhiều nghiên cứu do có ƣu điểm về chi phí thấp hơn nhiều so với ITO, tuy nhiên phạm vi ứng dụng trong quang điện tử chƣa rộng rãi và chƣa thể thay thế ITO vì một số nhƣợc điểm chƣa khắc phục đƣợc ví dụ nhƣ độ dẫn điện kém hơn. Tuy vậy, ITO lại có những nhƣợc điểm khiến cho ngƣời ta phải tìm các loại vật liệu mới thay thế. Bên cạnh hạn chế về khả năng hiệu chỉnh quang học và sự mềm dẻo cơ học dẫn đến bị giới hạn trong các ứng dụng có yêu cầu tính dẻo dai, ITO còn có hạn chế khiến nó buộc phải bị thay thế bởi vật liệu khác. Đó là do lƣợng indium tự nhiên đang khan hiếm dần và sẽ cạn kiệt trong vòng vài năm tới, trong khi nhu cầu sử dụng ngày càng tăng đã làm cho giá cả của indium tăng nhanh đáng kể, nó đã lên đến 1000$/kg vào mùa hè 2009. Xuất hiện sau màng carbon nanotube (CNT),các màng nanowire, các lá kim loại mỏng, polymer dẫn màng graphene có những đặc tính nỗi bật để trở thành ứng cử viên sáng giá cho việc thay thế ITO. Đặc điểm thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học là những miếng graphene này có độ dày một nguyên tử, là vật liệu mỏng nhất trong tất cả các vật liệu hiện có, cấu trúc bền vững ngay cả ở nhiệt độ bình thƣờng. Ở dạng tinh khiết, graphene dẫn điện nhanh hơn bất cứ chất nào khác ở nhiệt độ bình thƣờng. Hơn nữa, các electron đi qua graphene hầu nhƣ không gặp điện trở nên ít sinh nhiệt. Bản thân graphene cũng là chất dẫn nhiệt, cho phép nhiệt đi qua và phát tán rất nhanh. Graphene dễ chế tạo và dễ thay đổi hình dạng, vì thế graphene xứng đáng để thay thế cho ITO.