Name: 임베디드 메탈 망을 이용한 고성능의 유연하고 투명한 전극을위한 확장 가능한 솔루션 공정 제조 전략 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-23T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 9 s
Description: 배우세요 임베디드 메탈 망을 이용한 고성능 유연 투명 전극의 솔루션 공정 제조법을. 리소그래피, 전기 도금, 임프린트 전사 기술을 활용하여 기계적 안정성과 환경 내구성을 갖춘 전극을 제작하는 방법을 익히세요.

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이 연구는 홍콩 특별 행정구 연구 보조금위원회의 일반 연구 기금 (Award No. 17246116), 중국 국립 자연 과학 재단 (61306123)의 젊은 학술 프로그램, 기초 연구 프로그램 - 심천시 과학 기술 혁신위원회 (JCYJ20140903112959959)의 일반 프로그램 및 절강 성 과학 기술부의 핵심 연구 개발 프로그램 (2017C01058). 저자는 Y.-T. Huang과 SP Feng은 광학 측정에 대한 도움을 받았습니다.

주의 : 전자빔 안전에주의하십시오. 올바른 보호 안경과 옷을 착용하십시오. 또한 모든 가연성 솔벤트와 솔벤트를주의해서 취급하십시오. 1. EMTE의 포토 리소그래피 기반 제조 <ol><li> 메쉬 패턴 제작을위한 포토 리소그래피. <ol><li> 면봉으로 FTO 유리 기판 (3 cm x 3 cm)을 액체 세제로 닦아냅니다. 깨끗한 면봉을 사용하여 탈 이온수로 완전히 헹굽니다. 압축 공기로 건조하기 전에 30 초 동안 이소 프로필 알콜 (IPA)에서 초음파 (주파수 = 40 kHz, 온도 = 25 ° C)를 사용하여 더 깨끗하게 닦아냅니다. 주의 : 압축 공기는 조심스럽게 다루십시오. </li><li> 세척 된 FTO 유리 위에 100 μL의 포토 레지스트를 4000 rpm에서 약 60 초간 (1.8 cm x 반경 2cm 샘플) 약 1.8 μm의 두께로 균일 한 필름을 만듭니다. </li><li> 핫 플레이트에서 50 초 동안 포토 레지스트 필름을 베이킹합니다.100 ° C. </li><li> 20 mJ / cm 2 의 선량을 위해 UV 마스크 정렬 장치를 사용하여 메쉬 패턴 (3 μm 선폭, 50 μm 피치)을 갖는 포토 마스크를 통해 포토 레지스트 막을 노출시킨다. </li><li> 샘플을 현상액에 50 초 동안 담그어 포토 레지스트를 현상하십시오. </li><li> DI 물로 샘플을 헹구고 압축 공기로 건조시킵니다. 주의 : 압축 공기는 조심스럽게 다루십시오. </li></ol></li><li> 금속의 전착. <ol><li> 250 mL 비커에 구리 수용액 100 mL를 붓는다. 참고 : 다른 금속 도금 용액 ( 예 : 은, 금, 니켈 및 아연)을 각각의 금속이있는 EMTE를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 주의 : 화학 물질 안전에주의하십시오. </li><li> 2 전극 전착 설치의 음극 단자에 포토 레지스트로 덮인 FTO 유리를 연결하고 작동 전극 인 도금 용액에 담그십시오. </li><li> 구리 금속 막대 연결대향 전극으로서 2 전극 전착 설치의 양극 단자에 접속된다. </li><li> 전압 / 전류 소싱 및 측정 장비 ( 예 : Sourcemeter)를 사용하여 15 분 동안 약 5 μm의 전류 (전류 밀도 : ~ 3 mA / cm 2 )를 공급하여 금속을 약 1.5 μm의 두께로 증착합니다. </li><li> 포토 레지스트가 코팅 된 FTO 유리 샘플을 DI 수로 완전히 헹구고 압축 공기로 건조시킵니다. 주의 : 압축 공기는 조심스럽게 다루십시오. </li><li> 포토 레지스트가 코팅 된 FTO 유리 샘플을 아세톤에 넣고 5 분간 두어 포토 레지스트 필름을 용해시킨 후 FTO 유리 위에 금속 메쉬를 묻힌다. </li></ol></li><li> 플렉서블 기판에 대한 금속 메쉬의 열 임프린트 전송. <ol><li> 열 전사기의 전기 가열 된 판 위에 금속 메쉬로 덮인 FTO 유리 샘플을 놓고 100 μm 두께의 유연한 cyclic olefin copolymer (COC) 필름을 샘플 위에 놓고금속 메쉬 측면. </li><li> 가열 된 프레스의 판을 100 ° C로 가열합니다. </li><li> 임프린트 압력 15 MPa를 가하고 5 분간 유지합니다. 주의 : 가열식 프레스를 사용할 때 안전에주의하십시오. 참고 : 임프린트 전송은 낮은 압력에서 수행 할 수 있습니다. 여기에보고 된 압력 값 (15 MPa)은 비교적 높습니다. 이 높은 압력은 금속 메쉬가 COC 필름에 완전히 매립되도록 보장하기 위해 사용되었습니다. </li><li> 가열 된 플래 튼을 40 ° C의 탈형 온도로 냉각시킵니다. </li><li> 임프린트 압력을 해제하십시오. </li><li> 금속 망이 COC 필름에 완전히 묻혀있는 상태에서 FTO 유리에서 COC 필름을 떼어냅니다. </li></ol></li></ol> 2. 서브 마이크론 EMTE의 제작 <ol><li> 전자빔 리소그래피 (EBL)를 이용한 서브 마이크론 EMTE 제작 <ol><li> 60 s의 세척 된 FTO 유리에 폴리 메틸 메타 크릴 레이트 (PMMA) 용액 (15k MW, 4 중량 %의 아니 솔) 100 μL를 스핀 코팅두께가 150 nm 인 균일 한 필름을 얻기 위해 2,500 rpm (반경 2 cm 인 샘플의 경우 약 140 xg). </li><li> 170 ℃에서 30 분간 핫 플레이트에 PMMA 필름을 베이킹합니다. </li><li> EBL 시스템을 켜고 패턴 발생기 29를 사용하여 메쉬 패턴 (400 nm 선폭, 5 μm 피치)을 설계하십시오. </li><li> 패턴 생성기에 연결된 스캐닝 전자 현미경에 샘플을 놓고 쓰기 프로세스 29를 실행합니다. </li><li> 1 : 3의 비율로 메틸 이소 프로필 케톤과 이소프로판올의 혼합 용액에서 60 초 동안 레지스트를 현상하십시오. </li><li> DI 물로 샘플을 헹구고 압축 공기로 건조시킵니다. 주의 : 압축 공기는 조심스럽게 다루십시오. </li><li> 중간 크기의 비이커에 구리 수용액 100 mL를 넣는다. 주 : 각 금속을 가진 EMTE의 제조에는 다른 수성 도금 용액 ( 예 : 은, 금, 니켈 및 아연 도금 용액)을 사용해야합니다. &lt;/ li&gt; <li> PMMA 코팅 FTO 유리를 2 전극 전착 설치의 음극 단자에 부착하고, 작업 전극으로서 도금 용액에 담그고 구리 금속 막대를 양극 단자에 연결하여 회로를 완성하십시오. 참고 : 각 금속 전착에는 다른 금속 막대 ( 예 : 은, 금, 니켈 및 아연)를 사용해야합니다. </li><li> 약 3 mA / cm 2 의 전류 밀도에 해당하는 적절한 전류를 2 분 동안 메쉬 패턴 영역에 적용하여 약 200 nm의 두께로 금속을 증착합니다 (실제 두께는 SEM 또는 AFM으로 결정해야 함). </li><li> 조심스럽게 탈 이온수로 샘플을 씻어서 아세톤에 5 분 동안 넣어 PMMA 필름을 용해시킵니다. </li><li> 열전 사기의 전기 가열 된 플래 튼 위에 금속 메쉬로 덮인 FTO 유리 샘플을 놓고 샘플 위에 COC 필름 (100 μm 두께)을 놓습니다. </li><li> 번호판을 100 ° C로 가열하고, 15 °MPa는 압력을 가하고 5 분 동안 유지합니다. </li><li> 가열 된 판을 40 ° C의 탈형 온도까지 냉각시키고 임프린트 압력을 방출하십시오. </li><li> COC 필름에 완전히 끼워진 서브 마이크론 금속 망과 함께 FTO 유리에서 COC 필름을 떼어냅니다. </li></ol></li></ol> 3. EMTE의 성능 측정 <ol><li> 시트 저항 측정. <ol><li> 사각 샘플의 두 반대편 가장자리에 은색 페이스트를 펴고 건조 될 때까지 기다리십시오. </li><li> 조심스럽게 장비 지침에 따라 저항 측정 장치의 4 개의 프로브를은 패드에 놓습니다. </li><li> 전원 / 측정 기기의 저항 측정 모드로 전환하고 디스플레이에 값을 기록하십시오. </li></ol></li><li> 광 전송 측정. <ol><li> UV-Vis 측정 설정을 켜고 분광계를 교정하십시오 ( 즉, 판독 값을 상호 관련 시키십시오ha 표준 샘플을 사용하여 장비의 정확성을 확인하십시오). </li><li> EMTE 샘플을 분광계 샘플 홀더에 놓고 광학 방향을 올바르게 맞 춥니 다. </li><li> 분광계를 100 % 투과율로 조정하십시오. 참고 : 여기에 제시된 모든 투과율 값은 노출 된 COC 필름 기판을 통한 절대 투과율로 정규화됩니다. </li><li> 샘플의 투과율을 측정합니다. </li><li> 측정 값을 저장하고 설정을 로그 아웃합니다. </li></ol></li></ol>

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우리의 제조 방법은 샘플의 피처 크기와 영역의 확장 성 및 다양한 재료의 사용을 고려하여 추가로 수정할 수 있습니다. EBL을 사용하여 sub-micrometer-linewidth ( 그림 3a-3c ) 구리 EMTE를 성공적으로 제조 한 결과, EMIT 구조와 LEIT 제작의 주요 단계 (전기 도금 및 임프린트 전송 포함)가 서브 마이크로 미터 범위까지 안정적으로 축소 될 수 있음을 입증했습니다. 유사하게, 위상 - 시프트 포토 리소그래피 ( 30) , 나노 임프린트 리소그래피 ( 31 ) 및 하전 - 입자 빔 리소그래피 ( 32 )와 같은 다른 대 면적 리소그래피 프로세스가 또한 레지스트 필름에 고해상도 패턴을 생성하는 데 사용될 수있다. 시연에 사용 된 전착 과정은 실험실 규모의 설정을 기반으로합니다. 그러나 우리의 방법은 생산을위한 ...

전 세계적으로 미래의 유연성 / 신축성 소재에 사용될 유연성 / 신축성 TE를 제조하기 위해 인듐 주석 산화물 및 불소 첨가 산화 주석 (FTO) 필름과 같은 단단한 투명한 전도성 산화물 (TCO)의 대체품을 찾기위한 연구가 진행되고 있습니다. 신축성있는 광전자 장치 1 . 이것은 새로운 제조 방법으로 새로운 재료를 필요로합니다. 그래파인 2 , 전도성 고분자 3 , 4 , 탄소 나노 튜브 5 , 무작위 금속 나노 와이어 네트워크 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 과 같은 나노 물질이 연구되어 왔고 유연한 TE에서 그 능력을 입증하여 단점 기존 TCO 기반 TE, 필름 취약성 12 , 낮은 적외선 투과율 13 및 낮은 존재도 14를 포함 합니다. 이러한 잠재력에도 불구하고, 연속 굴곡 하에서의 열화없이 높은 전기 및 광학 컨덕턴스를 달성하는 것은 여전히 ​​도전적이다. 이 프레임 워크에서 규칙적인 금속 메쉬 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 은 유망한 후보로 진화하고 있으며, 현저하게 높은 광학 투명성과 낮은 시트 저항을 달성했으며, 요구에 따라 조정할 수 있습니다. 그러나 금속 메쉬 기반 TE의 광범위한 사용은 수많은 문제로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 첫째, 제조 공정은 금속 16 , 17 , </sup&gt; 18 , 21 . 둘째, 두께는 박막 유기 광전자 소자에서 전기 단락 (electrical short-circuiting) ( 22 , 23 , 24 , 25) 을 쉽게 일으킬 수있다. 셋째, 기판 표면과의 약한 접착은 유연성이 떨어진다 ( 26 , 27) . 전술 한 한계는 새로운 금속 메쉬 기반 TE 구조 및 그 제조를위한 확장 가능한 접근법에 대한 요구를 창출했다. 본 연구에서는 폴리머 필름에 완전히 매입 된 금속 망사를 포함하는 신축성있는 TE 구조를보고합니다. 또한 리소그래피, 전착 및 임프린트 전사를 결합한 혁신적이고 솔루션 기반의 저비용 제조 방법에 대해서도 설명합니다. 샘플 EMTE에서 최대 15k의 FoM 값이 달성되었습니다. 내장 된 특성으로 인해EMTEs는 현저한 화학적, 기계적 및 환경 적 안정성을 보였다. 또한, 본 연구에서 확립 된 솔루션 - 처리 된 제조 기술은 잠재적으로 제안 된 EMTE의 저비용 및 고효율 생산에 사용될 수있다. 이 제조 기술은 미세한 금속 - 메시 선폭, 더 큰 영역 및 다양한 금속으로 확장 가능합니다.

<table><tbody><tr><td>아세톤</td><td>시그마-알드리치</td><td>W332615</td><td>고인화성</td></tr><tr><td>이소프로판올</td><td>시그마-알드리치</td><td>190764</td><td>고인화성</td></tr><tr><td>FTO 유리 기판</td><td>중국 남부 Xiang S& T, 중국</td><td></td><td></td></tr><tr><td>포토레지스트</td><td>Clariant, 스위스</td><td>54611L11</td><td>AZ 1500 포지티브 톤 레지스트 (20cP)</td></tr> <tr><td>UV 마스크 얼라이너</td><td>Chinese Academy of Sciences, 중국</td><td>URE-2000/35</td><td></td></tr><tr><td>포토레지스트 개발자</td><td>Clariant, 스위스</td><td>184411</td><td>AZ 300 MIF 개발자</td></tr><tr><td>Cu, Ag, Au, Ni 및 Zn 전기 도금 솔루션</td><td>Caswell, 미국</td><td></td><td>즉시 사용 가능한 솔루션(PLUG N' PLATE)</td></tr><tr><td>Keithley 2400 SourceMeter</td><td>Keithley, USA</td><td>41J2103</td><td></td></tr><tr><td>COC 플라스틱 필름</td><td>TOPAS, 독일</td><td>F13-19-1</td><td>등급 8007(유리 전이 온도: 78°C; C)</td></tr> <tr><td>유압 프레스</td><td>Specac Ltd., 영국</td><td>GS15011</td><td>낮은 톤수 키트 (0-1 톤 게이지)</td></tr> <tr><td>온도 컨트롤러</td><td>Specac Ltd., 영국</td><td>GS15515</td><td>수냉식 가열 플래 튼 및 컨트롤러</td></tr><tr><td>냉각기</td><td>그랜트 악기, 영국</td><td>T100-ST5</td><td></td></tr><tr><td>폴리 메틸 메타 크릴 레이트 (PMMA)</td> <td>시그마 - 알드리치</td><td>200336</td><td></td></tr><tr><td>아니솔</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>96109</td><td>고인화성</td></tr><tr><td>EBL 설정</td><td>Philips, 네덜란드</td><td>FEI XL30</td><td>JC Nabity 패턴 생성기가 장착된 주사 전자 현미경&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>이소프로필 케톤</td><td>시그마-알드리치</td><td>108-10-1</td><td></td></tr><tr><td>실버 페이스트</td><td>Ted Pella, Inc, USA</td><td>16031</td><td></td></tr><tr><td>UV&ndash; Vis 분광계</td><td>Perkin Elmer, 미국</td><td>L950</td><td></td></tr></tbody></table>

임베디드 메탈 망을 이용한 고성능의 유연하고 투명한 전극을위한 확장 가능한 솔루션 공정 제조 전략

Scalable Solution-processed Fabrication Strategy for High-performance, Flexible, Transparent Electrodes with Embedded Metal Mesh

여기서는 폴리머 필름에 금속 메쉬가 완전히 삽입 된 새로운 투명 전극 (TE) 인 임베디드 메탈 - 메시 투명 전극 (EMTE)을보고합니다. 이 백서는 또한이 새로운 TE를위한 저가의 진공없는 제조 방법을 제시합니다. 이 접근법은 리소그래피, 전기 도금 및 임프린트 전송 (LEIT) 프로세싱을 결합합니다. EMTEs의 임베디드 성질은 유기 전자 장치 생산에 필수적인 높은 표면 평활성과 같은 많은 이점을 제공합니다. 굽힘 중 우수한 기계적 안정성; 화학 물질 및 수분에 대한 호의적 인 저항성; 플라스틱 필름과의 강한 접착력. LEIT 제조는 진공 프리 금속 증착을위한 전기 도금 공정을 특징으로하며 대량 생산에 유리합니다. 또한 LEIT는 높은 종횡비 ( 즉, 선 두께와 선 두께)를 갖는 금속 메쉬를 제작할 수 있으므로 광 tr를 불리하게 감소시키지 않으면 서 전기 전도도를 크게 향상시킬 수 있습니다일시 중지. 우리는 시트 저항이 1 Ω / sq보다 작고 투과율이 90 % 이상인 유연한 EMTE의 프로토 타입을 몇 가지 시연 해 보았습니다. 매우 우수한 성능 지수 (FoM) - 최대 1.5 x 104 -이 가장 우수한 수치입니다. 출판 된 문헌.

그림 1 은 EMTE 샘플의 회로도 및 제조 흐름도를 보여줍니다. 그림 1a 에서 볼 수 있듯이 EMTE는 고분자 필름에 완전히 매립 된 금속 망으로 구성되어 있습니다. 메쉬의 윗면은 기판과 동일한 레벨에 있으며, 후속 장치 생산을위한 일반적으로 부드러운 플랫폼을 표시합니다. 제작 기술은 그림 1b - e 에 개략적으로 설명되어 있습니다. FTO 유리 기판상의 포토 레지스트 막을 스핀 코팅 한 후, 포토 리소그래피를 사용하여 UV 노출 및 현상 ( 도 1b )에 의해 포토 레지스트에서 메쉬 패턴을 생성하여 트렌치 내의 유리의 전도성 표면을 노출시킨다. 다음 단계에서, 각각의 금속은 전착에 의해 트렌치 내부에서 성장되며, 트렌치를...

이 프로토콜은 완벽하게 내장 된 두꺼운 금속 메쉬를 사용하여 고성능의 유연한 투명 전극을위한 솔루션 기반 제조 전략을 설명합니다. 이 공정으로 제조 된 유연한 투명 전극은 초저 시트 저항, 높은 광 투과율, 굴곡시의 기계적 안정성, 강한 기판 접착력, 표면 평활성 및 환경 안정성을 포함하여보고 된 최고 성능을 입증합니다.

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a ...

본 절차의 전반적인 목표는 리소그래피, 전기 증착 및 임프린트 전사를 결합한 용액 기반 제작 공정을 사용하여, 자체 고정되어 완전히 매립된 마이크로 금속 메시 구조의 고성능 유연 투명 전도성 필름을 제조하는 것입니다. 이러한 메시는 비평탄 표면 지형, 낮은 제작 처리량 및 높은 제조 비용과 같이 향후 금속 메시 기반 유연 전자 소자가 직면한 주요 과제들을 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 매립형 금속 메시는 핵심적인 자체 평탄화, 기계적 안정성, 높은 내열 응력, 유연 기판에 대한 강력한 접착력, 그리고 수분, 산소 및 화학 물질에 대한 저항성과 같은 여러 가지 장점을 제공합니다.본 과정은 용액 기반의 전기 증착을 통한 금속 증착 방식을 사용하며, 이는 대량 생산 및 저비용 생산과 같은 고처리량을 추구하기에 용이합니다. 저희 연구팀은 자체 제작한 전자빔 리소그래피 시스템을 이용해 400 nm 금속 메시를 패턴화함으로써, Wendy Lee 박사님 연구팀의 금속 메시 제작 공정에 대한 치수 안정성 테스트를 지원했습니다. 제 보조 연구원인 Xiong Ze가 전자빔 패턴 형성 과정을 시연할 예정입니다.EMTE 제작을 시작하려면, 3 cm x 3 cm 크기의 불소 함유 산화주석(FTO) 코팅 유리를 액체 세제와 면봉으로 닦아 세척합니다. 유리 기판을 탈이온수로 충분히 헹구고, 다른 면봉을 사용하여 세제 잔여물을 제거합니다. FTO 유리를 이소프로판올에 넣고 40 kHz에서 30초 동안 초음파 세척합니다.그런 다음 압축 공기로 세척된 유리를 건조합니다. 다음으로, 세척 및 건조된 FTO 유리를 스핀 코터에 놓고 100 µL의 양성 포토레지스트를 도포합니다. 4,000 RPM으로 60초 동안 스핀 코팅하여 1.8 µm 두께의 박막을 생성합니다.코팅된 유리를 100 °C에서 50초 동안 가열합니다. 코팅된 유리 위에 메시 패턴 마스크를 덮고, 20 mJ/cm²의 복사 플루언스를 얻을 수 있도록 감광제에 충분한 UV 광선을 조사합니다. 그 후, 코팅된 유리를 적절한 현상액에 50초 동안 담가 노출된 감광제를 제거합니다.시료를 탈이온수로 헹구고 압축 공기 흐름 아래에서 건조합니다. 다음으로, 250 milliliter 비커에 100 miloliters의 구리 전기 도금 용액을 넣습니다. 시료를 도금 용액에 담급니다.이를 2전극 전해증착 장치의 음극에 연결합니다. 그런 다음, 구리 금속 막대를 장치의 양극에 연결합니다. 15분 동안 5 mA의 정전류를 인가하여 3 mA/cm²의 전류 밀도를 유지함으로써, 시료 위에 1.5 µm 두께의 구리 층을 증착시킵니다.크로케팅(croqueting)은 제작 과정에서 매우 중요한 단계입니다. 전류 밀도와 전기 도금 시간은 금속 망의 형태와 최종 성능에 영향을 미치므로, 사용자의 샘플을 통해 테스트하고 최적화해야 합니다. 전기 도금된 샘플을 탈이온수로 충분히 헹군 후, 압축 공기 흐름 아래에서 건조하십시오.샘플을 아세톤에 5분 동안 담가 남은 포토레지스트를 제거함으로써 FTO 유리 표면 위에 금속 메쉬만 남도록 합니다. 탈이온수와 압축 공기로 샘플을 헹구고 건조합니다. 다음으로, 금속 메쉬가 위를 향하도록 샘플을 유압 프레스의 플래튼 위에 놓습니다.유리 전이 온도가 78 °C인 100 micron 두께의 cyclic olefin copolymer 필름으로 샘플을 덮습니다. 플래튼을 100 °C로 가열한 후, 샘플에 15 mPa의 임프린트 압력을 5분 동안 가합니다. 임프린트 압력을 해제하기 전에 플래튼의 온도를 40 °C까지 낮춥니다.압력과 온도는 임프린트 전사 단계에서 매우 중요한 주요 관심 사항입니다. 완전한 전사를 위해 임프린트와 압력이 균일하고 충분히 높은지 확인하십시오. 온도는 기판 재료의 유리 전이 온도보다 약 20도 더 높아야 합니다.FTO 유리 표면에서 메쉬가 내장된 폴리머 필름을 조심스럽게 벗겨내어 EMTE를 얻습니다. 서브마이크론 EMTE 제작을 시작하려면, 3 cm × 3 cm 크기의 FTO 유리 조각을 액체 세제와 탈이온수로 세척한 후 이소프로판올에서 초음파 세척을 수행합니다. 깨끗하고 건조된 FTO 유리를 스핀 코터에 놓고, anastole에 4% 중량비로 용해된 PMMA 100 µL를 도포합니다.150 nanometer 두께의 박막을 형성하기 위해 유리를 2500 RPM으로 60초 동안 스핀 코팅합니다. 박막을 170 °C에서 30분 동안 베이킹한 후, 전자빔 리소그래피 시스템을 가동하고 패턴 생성기를 사용하여 메쉬 패턴을 준비합니다. 샘플을 전자빔 리소그래피 시스템에 넣고 패턴 형성 공정을 진행합니다.메틸-이소프로필-케톤과 이소프로판올을 1:3 비율로 혼합한 용액에 60초 동안 침지하여 PMMA를 현상합니다. 패턴 처리된 샘플을 탈이온수로 헹구고 압축 공기 흐름 하에서 건조합니다. 다음으로, 패턴 처리된 샘플을 구리 전해 도금액에 넣고 샘플을 2전극 전착 장치의 음극 단자에 연결합니다.양극 단자를 구리 금속 바에 연결합니다. 시료 위에 200 nanometers 두께의 구리를 도금하기 위해, 2분 동안 3 mA/cm²의 전류 밀도가 되도록 정전류를 가합니다. 시료를 탈이온수로 헹군 후, PMMA를 용해시키기 위해 아세톤에 5분 동안 담급니다.다음으로, 유압 프레스의 플래튼 위에 시료를 배치합니다. 유리 전이 온도가 78 °C인 100 micron 두께의 cyclic olefin co-polymer 필름으로 시료를 덮습니다. 플래튼을 100 °C로 가열하고 15 millipascals의 임프린트 압력을 5분 동안 가합니다.압력을 해제하기 전에 플래튼을 40 °C로 냉각하십시오. FTO 유리에서 필름을 조심스럽게 떼어내어 서브마이크론 EMTE를 얻습니다. 면저항 측정을 시작하려면, 먼저 EMTE의 반대쪽 가장자리에 은 페이스트를 도포하고 페이스트를 건조시킵니다.장치 제조사의 지침에 따라 면저항 측정 장치의 4개 프로브를 실버 페이스트 선 위에 배치하십시오. 면저항을 측정하고 기록하십시오. 광투과율 측정을 수행하려면, 먼저 100% 투과율로 설정되어 보정된 UV-vis 분광광도계의 샘플 홀더에 EMTE를 배치하십시오.시료를 빔과 수직이 되도록 정렬하십시오. EMTE의 전기적 투명도를 평가하기 위해 투과 스펙트럼을 획득합니다. 그리드 기하학적 구조가 전극 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 다양한 그리드 패턴으로 구리 EMTE를 제작하였습니다.550 nm에서 구리 EMTE의 전기 전도도 대비 광학 전도도 비율은 1.5 × 10⁴ 이상이었습니다. 메쉬가 더 두꺼울수록 광 투과율과 면저항은 더 낮아졌습니다. 피치가 더 클수록 면저항과 투과율은 더 높아졌습니다.50 micron 피치의 메쉬와 다양한 금속을 사용하여 EMTE를 제작하였으며, 모두 평탄하고 특징 없는 투과 스펙트럼을 나타냈습니다. 메쉬 두께와 투과도 사이의 동일한 관계를 바탕으로, 메쉬의 기하학적 구조와 조성을 조정하여 투과도와 면저항을 먼저 조절할 수 있습니다. 구리 EMTE의 면저항은 압축 및 인장 굽힘 테스트를 통해 평가되었습니다.4mm 및 5mm 압축 굽힘 테스트에서는 유의미한 변화가 관찰되지 않았습니다. 인장 굽힘 테스트 시 면저항이 점진적으로 증가하였습니다. 물, 이소프로판올 또는 고온 다습한 환경에 24시간 동안 노출되었을 때 열화 및 면저항 변화는 관찰되지 않았습니다.신입 학생들은 며칠 내에 이 기술을 익힐 수 있습니다. 일단 숙달되면, 전체 제작 과정은 2~3시간 만에 완료되며 장비 준비가 끝납니다. 이 기술은 유연한 기판에 내장된 자가 고정형 고종횡비 마이크로 금속 망과 같은 새로운 마이크로 및 나노 구조 소자를 개발하기 위해 확장 가능한 용액 공정 제작 방법을 사용하는 길을 열어줍니다.터치 패널, 변위 센서, 태양 전지 등 많은 응용 분야가 당사의 고성능 내장 금속 메시 투명 전극을 통해 이점을 얻을 수 있습니다. 이 영상을 시청하시면, 용액 기반의 제작 공정을 사용하여 금속 메시 투명 전극을 제조하는 방법에 대해 충분히 이해하실 수 있을 것입니다. 시청해 주셔서 감사드리며, 협력 제안을 언제든 환영합니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

우리는 세 차원 세포 배양을위한 다공성 고분자 칩의 microfabrication 두 가지 프로세스를 제시한다. 첫 번째는 용매 증기 용접 공정과 결합 핫 엠보싱입니다. 두 번째는 생산의 중요한 단순화하기 위해 선도적인 이온 트랙 기술과 함께 최근에 개발된 microthermoforming 프로세스를 사용합니다.

입체 세포 배양을위한 칩 크기의 공사장 공중 발판의 Microfabrication

전도성 금속 잉크의 평면 및 입체 인쇄가 설명되어 있습니다. 우리의 접근 방식은 fabricating 인쇄 전자, 광전자, 그리고 microscale에서 비정상적인 레이아웃에 생물 의학 장치를위한 새로운 길을 제공합니다.

전도성 잉크의 평면 및 3 차원 인쇄

이 원고는 실리콘 멤브레인을 기반으로 하는 유전체 엘라스토머 소프트 액추에이터의 제조를 위한 제조 공정을 보여줍니다. 생산의 세 가지 주요 단계가 자세히 제시됩니다 : 얇은 실리콘 멤브레인의 블레이드 주조; 준수 전극의 패드 인쇄; 그리고 모든 구성 요소의 조립.

실리콘 엘라스토머 계 유전 액츄에이터 제조 공정

본 논문에서는 선택적으로 웨어러블 유기 전자 장치의 직접 통합 할 수 섬유에 유기 물질을 증착하는 프로토콜을 제시한다. 제작 된 소자는 완전히 기계적 모양을 존중하고 감지 기능을 가능하게 직물에 통합 될 수있다.

섬유에 유기 전자 장치를위한 간편하고 확장 가능한 제조 방법

우리는 곡선된 이미지 센서에 대 한 변형 측면 NIPIN 포토 트랜지스터 배열 조작 하는 자세한 방법을 제시. 얇은 실리콘 섬과 stretchable 금속 interconnectors의 구성 되는 오픈 메쉬 형태로, 포토 트랜지스터 배열 유연성과 stretchability을 제공 합니다. 매개 변수 분석기 조작된 포토 트랜지스터의 전기 속성 특징.

측면 NIPIN 포토 트랜지스터에 따라 유연한 이미지 센서의 제조

메쉬 전자 프로브는 완벽 하 게 통합 하 고 뇌 내에서 기록 하는 안정, 장기, 단일 신경 수준 제공 합니다. 이 프로토콜 메쉬 전자를 사용 하 여 실험에 대 한 vivo에서 , 바늘, stereotaxic 주입, 입/출력 인터페이스, 녹음 실험, 및 조직의 메쉬를 포함 하는 조직학에 로드 메쉬 제품의 제조와 관련 된 조사 합니다.

안정적인 만성 설치류 전기 생리학에 대 한 주사기-주 사용 메쉬 전자

여기, 우리 stretchable, 듀얼 채널의 제작, 기관 수준 기능 체 외업과 위한 기관 칩 미세 세포 문화 장치를 설명 하는 프로토콜을 제시.

Stretchable, 듀얼 채널, 미세 기관 칩의 확장 가능한 제작

이 논문은 박막 은전극 위에 지정된 커버리지를 갖춘 은염화물(AgCl)의 부드럽고 잘 제어된 필름을 형성하는 방법을 제시하는 것을 목표로 합니다.

정밀하게 제어된 단일 층 실버 염화물필름 의 박막 실버/실버 염화물 전극 제조

문신과 섬유의 두 가지 최근 기술은 피부 감각에서 유망한 결과를 보여주었습니다. 여기에서는 피부 전기 생리 감지를위한 문신 및 섬유 전극의 제조 및 평가 방법을 제시합니다. 전도성 폴리머로 만들어진 이러한 전자 인터페이스는 편안함과 감도 측면에서 기존 표준을 능가합니다.

적합성 웨어러블 전극: 제작에서 전기생리학적 평가에 이르기까지

유연한 전극은 소프트 로봇 공학 및 웨어러블 전자 장치에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. 현재 프로토콜은 리소그래피로 정의된 미세유체 채널을 통해 고분해능으로 신축성이 높은 전극을 제조하는 새로운 전략을 보여주며, 이는 미래의 고성능 연질 압력 센서를 위한 길을 열어줍니다.

미세유체 채널 기반 연질 전극 및 용량성 압력 감지에서의 적용

스프레이 코팅을 사용하여 고트랜스컨덕턴스 멜라닌/PEDOT:PSS 유기 전기화학 트랜지스터(OECT)를 제조하기 위한 기본 프로토콜이 설명되어 있습니다. 이 방법을 사용하면 필름 증착, 두께 및 형태를 정밀하게 제어할 수 있어 지속 가능하고 확장 가능한 생체전자 응용 분야를 위한 재현 가능한 장치를 제공합니다.

스프레이 코팅 멜라닌/PEDOT:지속 가능한 유기 전기화학 트랜지스터를 위한 PSS 필름

배우세요 임베디드 메탈 망을 이용한 고성능 유연 투명 전극의 솔루션 공정 제조법을. 리소그래피, 전기 도금, 임프린트 전사 기술을 활용하여 기계적 안정성과 환경 내구성을 갖춘 전극을 제작하는 방법을 익히세요.

임베디드 메탈 망을 이용한 고성능의 유연하고 투명한 전극을위한 확장 가능한 솔루션 공정 제조 전략

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