INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH - 04.07.2016
Selbstorganisierende Nano-Tinten bilden durch Stempeldruck leitfähige und transparente Gitter
Transparente Elektronik findet sich heute zum Beispiel in Dünnschicht-Displays, Solarzellen und Touchscreens. Zunehmend ist Elektronik auch auf biegsamen Oberflächen von Interesse. Das erfordert druckbare Materialien, die transparent sind und deren Leitfähigkeit auch bei Verformung hoch bleibt. Dafür haben Forscher des INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien eine neue selbstorganisierende Nano-Tinte mit einem Stempeldruckverfahren kombiniert. Damit stellten sie Gitterstrukturen her, deren Strukturbreiten unter einem Mikrometer liegen.
Für den Druck der Gitter wird die Tinte, die Gold-Nanofäden enthält,
flächig auf einen Untergrund aufgebracht. Darauf wird ein
vorstrukturierter Stempel gepresst, der die Tinte in ein Muster zwängt.
"Die Nanofäden folgen dann den Strukturen des Stempels. Dies gelingt, weil
die Fäden sehr dünn und deshalb beweglich sind. Beim Trocknen bilden die
einzelnen Fäden dann durch Selbstorganisation größere, definierte Bündel,
die miteinander verwoben sind und das spätere Gitter bilden", erklärt
Tobias Kraus vom INM. Danach werde der Stempel entfernt. Im letzten
Schritt würden die Liganden, die die Nanofäden in der Tinte
stabilisierten, mit Plasma zerstört. "Dadurch verdichten sich die Bündel
zu leitfähigen Drähten. Als Ergebnis erhalten wir ein transparentes,
leitfähiges Gitter. Je nach Geometrie des Stempels lassen sich mit dieser
einfachen Methode beliebige Nano- und Mikrogitter prägen", fasst der
Leiter des Programmbereichs Strukturbildung die Ergebnisse zusammen.
Zusätzlich sei die Dicke der gewählten Gitterstruktur direkt über die Goldkonzentration steuerbar: "Es genügen sehr kleine Goldmengen, um ein leitfähiges Gitter zu erzeugen. Wir benötigen weit weniger Gold als bei Tinten mit kugelförmigen Gold-Partikeln", meint Kraus. So könne man die Vorteile von Gold auch für transparent-flexible Elektronik nutzen.
"Mit unseren Ergebnissen konnten wir zeigen, dass die Kombination Selbstorganisation von Gold mit Stempeldruck neue Verfahren für transparente, leitfähige Materialien eröffnet. Dieses Grundprinzip wollen wir mit weiteren Untersuchungen auch auf andere Metalle übertragen", sagt Kraus.
Originalpublikation:
Maurer, Johannes H. M., González-García, Lola, Reiser, Beate, Kanelidis,
Ioannis, Kraus, Tobias,
Templated self-assembly of ultrathin gold nanowires by nanoimprinting for
transparent flexible electronics,
Nano Letters,
http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b04319
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Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft e. V. - idw - Pressemitteilung
INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH,
Dr. Carola Jung, 04.07.2016
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veröffentlicht im Schattenblick zum 6. Juli 2016
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