Method Article

Strategia di Fabbricazione elaborata in soluzione scalabile per elettrodi ad alte prestazioni, flessibili e trasparenti con maglia metallica incorporata

DOI:

10.3791/56019

June 23rd, 2017

In This Article

Summary

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Questo protocollo descrive una strategia di fabbricazione basata sulla soluzione per elettrodi ad alte prestazioni, flessibili e trasparenti con maglie di metallo completamente incorporate. Gli elettrodi trasparenti flessibili fabbricati da questo processo dimostrano tra le più elevate prestazioni riportate, tra cui la resistenza alla lastra ultra-bassa, l'elevata trasmittanza ottica, la stabilità meccanica in curva, una forte adesione del substrato, la morbidezza della superficie e la stabilità ambientale.

Abstract

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Qui gli autori riportano l'elettrodo trasparente (EMTE) metallico incorporato, un nuovo elettrodo trasparente (TE) con una maglia metallica completamente incorporata in un film polimerico. Questo documento presenta anche un metodo di fabbricazione a basso costo senza vuoto per questa nuova TE; L'approccio combina la lavorazione litografica, elettrolitica e trasferimento impronta (LEIT). La natura incorporata delle EMTE offre molti vantaggi, ad esempio la lisciezza superficiale, essenziale per la produzione di dispositivi elettronici organici; Stabilità meccanica superiore durante la curvatura; Favorevole resistenza alle sostanze chimiche e all'umidità; E forte adesione con pellicola in plastica. La fabbricazione di LEIT prevede un processo di galvanizzazione per la deposizione di metalli privi di vuoto e favorisce la produzione di massa industriale. Inoltre, LEIT consente la realizzazione di maglie metalliche ad elevato rapporto di aspetto ( cioè spessore con larghezza di linea), migliorando notevolmente la conducibilità elettrica senza perdere negativamente le prestazioni otticheansmittance. Abbiamo dimostrato diversi prototipi di EMTE flessibili, con resistenze in fogli inferiori a 1 Ω / sq e trasmittanze superiori al 90%, con conseguente elevate figure di merito (FoM) - fino a 1,5 x 10 4 - che sono tra i migliori valori del Letteratura pubblicata.

Introduction

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In tutto il mondo sono stati condotti studi per cercare sostituzioni di ossidi di stagno trasparente rigidi (TCO) come ossido di stagno di indio e fi lms di ossido di stagno drogato con fluoro, al fine di realizzare TEs flessibili / estensibili da utilizzare in futuri flessibili / Dispositivi optoelettronici estensibili 1 . Ciò richiede nuovi materiali con nuovi metodi di fabbricazione.

Sono stati studiati i nanomateriali, quali il grafene 2 , i polimeri conduttori 3 , 4 , i nanotubi di carbonio 5 e le reti a ....

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Protocol

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ATTENZIONE: prestare attenzione alla sicurezza del fascio di elettroni. Indossare indumenti protettivi e vestiti corretti. Inoltre, gestire attentamente tutti i solventi e le soluzioni infiammabili.

1. Fabbricazione basata sulla fotolitografia dell'EMTE

  1. Fotolitografia per la fabbricazione del reticolo della maglia.
    1. Pulire i supporti in vetro FTO (3 cm x 3 cm) con detersivo liquido utilizzando tampone di cotone. Sciacquare accuratamente con acqua deionizzata (DI) utilizzando un tampone di cotone pulito. Pulire ulteriormente con ultrasuoni (frequenza = 40 kHz, temperatura = 25 ° C) in alcool isopropi....

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Results

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La figura 1 mostra il diagramma di flusso schema e di fabbricazione dei campioni EMTE. Come illustrato nella figura 1a , l'EMTE è costituito da una maglia metallica completamente incorporata in un film polimerico. La faccia superiore della maglia è allo stesso livello del substrato, mostrando una piattaforma generalmente liscia per la successiva produzione di dispositivi. La tecnica di fabbricazione è schematicamente illustrata .......

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Discussion

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Il nostro metodo di fabbricazione può essere ulteriormente modificato per consentire la scalabilità delle dimensioni e delle aree del campione e per l'utilizzo di vari materiali. La fabbricazione con successo di sottomicroimma-linewidth ( Figura 3a-3c ) di rame EMTE usando EBL dimostra che la struttura EMTE e le fasi chiave nella fabbricazione di LEIT, tra cui l'elettroplatura e il trasferimento di impronta, possono essere affidabilmente scalati fino ad un sotto-micrometro. Allo.......

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Disclosures

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Gli autori non hanno niente da rivelare.

Acknowledgements

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Questo lavoro è stato parzialmente sostenuto dal Fondo di Ricerca Generale del Consiglio di Grants Research della Regione Amministrativa Speciale di Hong Kong (premio n. 17246116), il programma Young Scholar del National Science Foundation of China (61306123) Programma Generale della Commissione per l'Innovazione Scienza e Tecnologia del Comune di Shenzhen (JCYJ20140903112959959), e il Programma chiave di Ricerca e Sviluppo del Dipartimento Provinciale della Scienza e della Tecnologia di Zhejiang (2017C01058). Gli autori vorrebbero ringraziare Y.-T. Huang e SP Feng per il loro aiuto con le misure ottiche.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
AcetoneSigma-AldrichW332615Isopropanolo altamente infiammabile
Sigma-Aldrich190764
Substrati di vetro FTOmeridionale Xiang S & T, Cina
PhotoresistClariant, Svizzera54611L11AZ 1500 Tono positivo resist (20cP)
Allineatore maschera UV Accademiacinese delle scienze, CinaURE-2000/35
Photoresist DeveloperClariant, Svizzera184411AZ 300 MIF
Developer Cu, Ag, Au, Ni e Zn Soluzioni galvanicheCaswell, USASoluzioni pronte all'uso (PLUG N' PLATE)
Keithley 2400 SourceMeterKeithley, USA41J2103
COC Plastic FilmsTOPAS, GermaniaF13-19-1Grado 8007 (Temperatura di transizione vetrosa: 78 ° C)
Pressa idraulicaSpecac Ltd., Regno UnitoGS15011Con kit a basso tonnellaggio (calibro 0-1 tonnellata)
Regolatore di temperaturaSpecac Ltd., Regno UnitoGS15515Piastre riscaldate raffreddate ad acqua e controller
ChillerGrant Instruments, Regno UnitoT100-ST5
Polimetilmetacrilato (PMMA)Sigma-Aldrich200336
AnisoleSigma-Aldrich96109altamente infiammabile
Philips, Paesi BassiFEI XL30Microscopio elettronico a scansione dotato di un generatore di pattern JC Nabity  
Chetone isopropilicoSigma-Aldrich108-10-1
pasta d'argentoTed Pella, Inc, USA16031
UV– Spettrometro VisPerkin Elmer, USAL950
altamente infiammabili Cina Configurazione EBL

References

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  1. Hecht, D. S., Hu, L., Irvin, G. Emerging Transparent Electrodes Based on Thin Films of Carbon Nanotubes, Graphene, and Metallic Nanostructures. Adv Mater. 23 (13), 1482-1513 (2011).
  2. Bonaccorso, F., Sun, Z., Hasan, T., Ferrari, A. C. Graphene photonics and optoelectronics. Nat Photonics. 4 (9), 61....

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