Fysikere laver gennemsigtige ledere ved hjælp af stempling og vækst

Forskere fra FOM-instituttet AMOLF har opdaget en ny teknik til at lave transparente ledere, der bruges i elektronik såsom solceller og smartphones. Teknikken er en kombination af en stemplingsmekanisme på nanoskala og en kemisk proces. Sammenlignet med eksisterende produktionsmetoder, denne nye teknik resulterer i et bedre ledende produkt til lavere omkostninger. Forskerne offentliggør resultaterne online den 3. december ^rd i journalen Avancerede materialer .

Stempling efterfulgt af en kemisk proces i vand

Forskerne baserede den nye proces på en kombination af to eksisterende teknikker. Brug af stemplingsteknikken 'Substrate Conformal Imprint Lithography' , som stammer fra et samarbejde mellem Philips og AMOLF, de stemplede et mønster i et tyndt lag plastik oven på et glasunderlag. Resultatet ligner meget et landskab i nanoskala:en overflade, der er krydset med indbyrdes forbundne kanaler. Forskerne fyldte efterfølgende de små kanaler med sølv ved hjælp af en kemisk proces kendt som 'Tollens'-reaktionen'. Efter at have fjernet plastikken, et ledende sølvgitter forbliver på glasunderlaget. Mønstrene for denne leder er mindre end lysets bølgelængde; som resultat, de reflekterer ingen farver fra det synlige spektrum. Denne egenskab gør lederen gennemsigtig.

Fordele

Den nye teknik byder på flere fordele. Netværket består af sølvkrystaller, der er pænt arrangeret og næsten lige så brede som de stemplede kanaler. Det betyder, at der er relativt få grænser mellem krystallerne, som letter elektronstrømmen gennem netværket. Følgelig, teknikken har en ledningsevne tre gange så høj som en konventionel metode baseret på fordampning af metaller. For denne fordampningsmetode, forskere bruger det samme plastik nanomønster, men metalaflejringer overalt, ikke kun i kanalerne. Det betyder, at når plastikken pilles af, noget af metallet er spildt. Derudover fordampningen kræver meget energi.

AMOLF postdoc Beniamino Sciacca:"Vi kombinerer det bedste fra begge verdener. Strukturerne med nanomønstre har bevist deres værdi og forbliver en del af processen, men påføringen af ​​metallaget på strukturen giver bedre resultater i opløsningen. Vi mister mindre metal, og det er mere energieffektivt." Projektleder Erik Garnett:"I lyset af de mange fordele, Jeg tror, ​​der er en god chance for, at teknikken vil finde vej til kommercielle applikationer såsom solceller, tablets og smartphones."