【摘 要】
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在后摩尔时代,柔性电子技术突破了传统硅基电子学的局限,引发了新一代的技术变革。在不同种应用于柔性电子领域的制造技术中,印刷电子技术是目前的研究热点。电流体喷墨印刷技术由于可以克服传统喷墨印刷喷嘴内径的限制,从而具有较高的分辨率。然而,电流体喷墨印刷技术是一种使用静电力进行沉积的物理手段,其往往会墨水的导电填料连接松散,其间具有较大的接触电阻,其性能会受到限制,因此需要各种后处理手段来提高印制图案的
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在后摩尔时代,柔性电子技术突破了传统硅基电子学的局限,引发了新一代的技术变革。在不同种应用于柔性电子领域的制造技术中,印刷电子技术是目前的研究热点。电流体喷墨印刷技术由于可以克服传统喷墨印刷喷嘴内径的限制,从而具有较高的分辨率。然而,电流体喷墨印刷技术是一种使用静电力进行沉积的物理手段,其往往会墨水的导电填料连接松散,其间具有较大的接触电阻,其性能会受到限制,因此需要各种后处理手段来提高印制图案的各方面性能。但是目前各种后处理手段仍然面临着各种局限性。本论文首次提出银离子原位电沉积电流体喷墨印刷技术,结合了高分辨率的电流体喷墨印刷技术与电沉积技术,以进行银纳米线间的纳米连接,降低其间的接触电阻,从而极大提高印制银纳米线的各项性能。首先,利用多元醇法制备具有高长径比的银纳米线,优化工艺并探究影响银纳米线的形貌与尺寸的机理。通过调节导电墨水的溶剂配比与分散剂浓度来达到合适的润湿性以及粘度。在电流体喷墨印刷银纳米线墨水部分,得到最适合进行稳定且高精度印刷的工艺参数。下一步将印制银纳米线RFID天线接入电压系统负极后,利用含银离子墨水在进行电喷印的同时进行电沉积。通过优化参数、分析并总结纳米连接的机理。最后对未经纳米连接的银纳米线RFID标签天线与经原位电沉积处理后的RFID标签天线进行性能及稳定性进行分析。研究结果表明:通过优化合成银纳米线的四项参数,得到了直径为36 nm,长度为15μm的银纳米线。确定墨水溶剂配比为乙二醇:水=3:7,分散剂PEO的质量分数为2%。经电流体喷墨印刷得到的银纳米线线条最小宽度为20μm。经处理后的银纳米线网络的方阻从14.8Ω·sq-1降至2.13Ω·sq-1。使用HRTEM手段得到了连接处的高分辨图像,并且在选定区域内得到了FFT衍射花样。通过比对处理前后的透射电镜图像,证明了银纳米线网络产生了连接。在进行银离子原位电沉积电流体喷墨印刷过程后,印制RFID标签天线的最低回波损耗由-13.31 d B降至-21.02 d B,且带宽有所提升,说明经原位电沉积处理后的RFID标签天线具有着更加优异的性能。
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