Ученые разрабатывают технологию печати при комнатной температуре для тонких пленок оксидов металлов, которая, как ожидается, произведет революцию в процессе производства электронных изделий.

Группа исследователей из Университета штата Северная Каролина в США успешно разработала новую технологию, которая позволяет печатать сверхтонкие, прозрачные и высокопроводящие пленки оксидов металлов при комнатной температуре. Ожидается, что это обеспечит более эффективные и разнообразные методы производства электронных продуктов, включая такие приложения, как сенсорные экраны смартфонов, компьютерные мониторы и устойчивые к высоким температурам электронные компоненты.

Технология жидкого металла и мениска создает механизм печати, похожий на улитку

Традиционное производство металлооксидных пленок требует высокотемпературного оборудования, является трудоемким и дорогостоящим, а также характеризуется низкой скоростью печати. В основе новой технологии лежит жидкий металл — пленка оксида металла, которая естественным образом образуется при контакте с воздухом. Жидкий металл помещается между двумя кусками стекла, а «мениск», образованный поверхностным натяжением жидкости, используется для печати.

Этот мениск покрыт слоем оксида металла, подобно тонкому слою резины, покрывающему водяной шарик. При скольжении мениска по поверхности подложки оксидные слои спереди и сзади равномерно переносятся на поверхность, оставляя после себя сверхтонкую пленку оксида металла толщиной всего около 4 нанометров, похожую на слизистый след, оставляемый ползающей улиткой. Еще более особенным является то, что мениск будет непрерывно создавать новую оксидную пленку в процессе печати, позволяя продолжать печать.

Отличные характеристики: прозрачный, проводящий, термостойкий и гибкий.

Несмотря на чрезвычайно тонкую толщину пленки, она обладает металлической проводимостью и прозрачностью. Исследовательская группа отметила, что пленка может сохранять стабильную проводимость даже в условиях высоких температур. Эксперименты показывают, что пленка толщиной 4 нанометра способна выдерживать высокие температуры до 600°C. Если толщину увеличить до 12 нанометров, то он сможет выдерживать температуру не менее 800°C.

Кроме того, исследователи успешно напечатали эти оксиды металлов на гибких полимерных подложках, чтобы создать гибкие печатные платы, которые сохраняют свою проводимость и структурную целостность даже после сгибания до 40 000 раз.

Двухслойная структура и использование золота для повышения стабильности

Эти пленки оксидов металлов имеют уникальную двухслойную структуру с очень небольшим количеством кислорода в центральной области, которая является более металлической и поэтому обладает превосходными проводящими свойствами. Исследователи также обнаружили, что введение небольшого количества золота в пленку дополнительно предотвращает окисление в ее центральной области, позволяя поддерживать проводимость в течение длительного времени. Это позволяет преодолеть физическое свойство золота, которое обычно затрудняет его соединение с оксидами.

Разнообразные области применения и будущий потенциал

Эту технологию можно не только применять к различным жидким металлам и сплавам, но и корректировать состав пленки для адаптации к различным функциональным требованиям, обеспечивая при этом высокую гибкость. Исследователи даже успешно перенесли пленку на нетрадиционные субстраты, такие как листья, продемонстрировав потенциал для будущего применения в портативных или нетрадиционных устройствах.

«Мы сохраняем за собой права интеллектуальной собственности на эту технологию и надеемся изучить возможности ее коммерциализации и применения совместно с отраслевыми партнерами», — сказал соавтор Майкл Дики, профессор Университета штата Северная Каролина.

Исследование было официально опубликовано в журнале Science.

Список литературы

• Ученые разрабатывают новую технологию печати на основе оксида металла, открывая новую главу в производстве электронных компонентов
• New Metal Oxide Printing Technique Paves the Way for Transparent, Flexible Electronics
• «Печать в среде естественного оксида на сверхтонких прозрачных гибких печатных платах» Минсик Конг, Ман Хоу Вонг, Мингю Квак, Игхён Лим, Ёнхён Ли, Сон-Ун Ли, Инсанг Ю, Омар Авартани, Джимин Квон, Тэ Джу Шин, Унён Чон и Майкл Д. 185, 2020 Наука. DOI: 10.1126/science.adp3299

(Фото: Университет штата Северная Каролина-Минсик Конг)

Что касается измельчения, мы предлагаем индивидуальные настройки и можем регулировать соотношение в соответствии с требованиями обработки для достижения максимальной эффективности.

Добро пожаловать, свяжитесь с нами, у нас есть кто-то, кто ответит на ваши вопросы.

Если вам нужна индивидуальная расценка, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Часы работы службы поддержки клиентов: с понедельника по пятницу с 09:00 до 18:00.

Тел: 07 223 1058

Если у вас есть какие-либо вопросы или вопросы, на которые вы не смогли ответить по телефону, пожалуйста, отправьте мне личное сообщение на Facebook~~

Фейсбук Хоневэй: https://www.facebook.com/honwaygroup

Вас также может заинтересовать…