2018年6月7日
科学家们展示了一种新型的透明导电电极薄膜是如何在纳米银图案的基础上大规模制造的。
研究人员利用胶体光刻技术制造了一种透明导电的薄膜。(a)制造过程示意图。(b)银沉积后形成一个纳米孔，沉积和溶解塑料颗粒。比例尺:200nm。(c)均匀粒子单层上沉积银薄膜的低放大率显微照片，证明了大规模的可行性。比例尺:50微米(d)在等离子体烘箱短时间内(60 s)旋涂后基材上的颗粒单层:比例尺:2微米。(e)在等离子炉中长时间(3分钟)后的粒子单层，表明即使在显著尺寸减小后，粒子的原始位置仍然保留。比例尺:10微米。(图片来源:杰斯·林内特，南丹麦大学)
透明电极被用于平板电视和智能手机触摸屏，用于检测触摸以及快速改变每个像素的颜色。与用于开发这些电极的材料相比，银不仅不脆，而且更耐化学腐蚀。欧洲杯足球竞彩因此，这种新型薄膜可以为柔性电子设备和屏幕提供持久和高性能的选择。此外，这些银基薄膜可以使柔性太阳能电池安装在屋顶、窗户和个人设备上。
研究人员在该杂志上报道了一种直径为10厘米的透明导电薄膜的开发，光学材料表达欧洲杯足球竞彩．基于与实验测量结果非常吻合的假设估计，他们估计薄膜电极的性能要比现在的触摸屏和柔性显示器的性能好得多。
我们用于制造的方法是高度可复制的，并创建了一个化学稳定的配置，在透明度和导电性能之间的可调权衡。这意味着，如果一个设备需要更高的透明度但更低的导电性，薄膜可以通过改变薄膜的厚度来适应．
Jes Linnet，第一作者-南丹麦大学
找到灵活的替代方案
铟锡氧化物(ITO)的透明度可达92%，类似于玻璃，目前大多数透明电极都是由这种材料制成的。虽然ITO薄膜是高度透明的，但它们也有一定的缺点——例如，它们太脆，不能用于柔性显示器或电子设备，必须小心处理才能实现可复制的性能。由于这些缺点，科学家们正在寻找ITO的替代品。
贵金属如银、金和铂具有防腐性能，这使它们成为ITO的有前途的替代品，用于制作耐化学腐蚀、持久耐用的电极，可用于柔性基片。然而，到目前为止，高表面粗糙度一直是贵金属透明导电膜的一个特点，可能会降低其性能。这是因为薄膜和其他层之间的界面不是平的。虽然碳纳米管可以用来制作透明导电薄膜，但这些薄膜目前还没有足够的电导率用于所有的应用，而且由于碳纳米管是堆叠在一起的，所以表面很可能有粗糙。
在最新的研究中，研究人员应用一种名为胶体光刻的新方法开发了透明导电银薄膜。为了实现这一目标，他们首先开发了一种掩蔽模板或层，通过在10厘米的晶圆上覆盖一层大小均匀、紧密封装的塑料纳米颗粒。欧洲杯猜球平台然后，研究人员将涂层晶圆放入等离子炉中，均匀地减小所有颗粒的大小。欧洲杯猜球平台当一层薄薄的银膜沉积在掩蔽层上时，银就能够穿透粒子之间的空间。欧洲杯猜球平台接下来，研究小组溶解了这些粒子，留下了精确的蜂窝状孔洞，使光欧洲杯猜球平台线能够通过，最终形成了一种透明的导电薄膜。
平衡透明度和导电性
科学家们展示了通过应用大规模制造技术，可以创建具有多达80％透射率的银透明电极，而电薄层电阻可以保持在10欧姆每平方以下 - 大约十分之一的薄膜基于碳纳米管具有相似的透明度。如果电阻较低，则电极将以更好的方式进行电荷。
我们的工作最新颖的方面是，我们使用理论分析来解释这种薄膜的传输特性和电导特性，这与测量结果很好地相关．制造问题通常使新材料很难获得最佳的理论性能。我们决定报告我们在实验中遇到的问题，并假设补救措施，以便这些信息可以在未来使用，以避免或最小化可能影响性能的问题．
Jes Linnet，第一作者-南丹麦大学
研究小组表示，这些发现表明，胶体光刻技术可以用于制造化学稳定的透明导电薄膜，并可以被证明具有广泛的应用价值。
来源:https://www.osa.org/