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柔性电子领域重大突破:胶体光刻技术制备新型银基透明导电薄膜

发布时间:2018-6-14 10:37:55      阅读56

  近日,南丹麦大学的科研人员,向人们展示了一种大规模制造基于银纳米图案的新型透明导电电极薄膜的新方法。透明电极是智能手机、平板电脑和平板电视的重要组成部分。与目前制造电极所使用的材料相比,银的韧性好且更耐化学腐蚀,因此可以为柔性屏幕和电子产品提供更好的选择。
  在发表于《Optical Materials Express》的文章中,该团队报告了在直径为10厘米的玻璃圆盘上制造这种透明导电电极薄膜的过程。基于与实验测量紧密匹配的理论评估,他们表示,该薄膜电极比现有柔性显示屏和触摸屏使用的要好得多。
  南丹麦大学的Jes Linnet解释说:“我们用于制造的方法具有高度的可再现性,并且在透明度和导电性能之间建立了一种可调节的平衡结构。这意味着如果一种设备仅需要较高的透明度,而对导电率要求不高时,便可以通过改变薄膜厚度来达到所需性能。”
  如今,大多数商用透明电极都是由氧化铟锡(ITO)制成,相对于玻璃而言,它的透明度高达92%。虽然ITO薄膜具有较高的透明度,但是它必须经过仔细地处理,才能实现可重现的特性。此外,银和其他贵金属具有优异的抗腐蚀性,有望成为ITO的替代品。然而,迄今为止,贵金属透明导电薄膜由于表面粗糙度高,导致薄膜与其他层之间的界面不够光滑,从而降低了它的性能。
  该团队使用胶体光刻技术,成功制备出一种足够光滑的透明导电银薄膜。首先,他们通过将一层大小均匀、紧密排列的塑料纳米颗粒涂在10厘米的圆片上,来制造出掩模层或模板。然后,研究人员再将这些涂过的圆片放置到等离子炉中。当一层薄薄的银膜沉积到掩模层上时,银便会进入颗粒之间的空隙。最后,研究人员再将这些颗粒溶解掉,便留下了清晰的蜂巢状孔洞图案,使得光线可以通过,由此便制造出了导电且光学透明的薄膜。
  “我们工作的创新点就是,我们利用理论分析来解释了这种薄膜的光传输特性和电导特性,”Linnet解释说,“制造问题通常会使新材料难以获得理论上的最佳性能,我们决定报告我们在实验中遇到的问题,并假设补救措施,以便将来可以使用这些信息来避免或减少可能影响材料性能的情况。”

  来源:材料科技在线

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