高導(dǎo)電金屬納米結(jié)構(gòu)及其印制電子油墨的制備與應(yīng)用研究.pdf

1、高導(dǎo)電金屬納米結(jié)構(gòu)因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)成為印制電子用導(dǎo)電油墨的關(guān)鍵材料。目前商業(yè)化以及中外文獻(xiàn)報(bào)道的Ag、Cu導(dǎo)電油墨存在依賴惰性環(huán)境，環(huán)境污染，電阻率高等問題。為此，本文采用有機(jī)物包覆機(jī)制，在大氣環(huán)境下合成室溫穩(wěn)定的Ag、Cu及其混合納米結(jié)構(gòu)，XPS，F(xiàn)T-IR進(jìn)行表征，建立界面結(jié)合模型；TG確定其氧化溫度?；贏g、Cu納米結(jié)構(gòu)，選擇綠色溶劑制備高導(dǎo)電油墨，采用Pen-on-Paper方法在柔性基板上直接書寫導(dǎo)電圖案，四探針法測試

2、空氣中燒結(jié)圖案的電阻率，探索其在印制電子領(lǐng)域的應(yīng)用，主要研究結(jié)果如下：
　　(1)銀納米結(jié)構(gòu)的制備及其應(yīng)用。通過聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）的雙相包覆和制備工藝條件的改變，在室溫?zé)o惰性氣氛保護(hù)條件下制備穩(wěn)定的銀納米顆粒，尺寸約16.5nm；首次以FeCl3作為誘導(dǎo)劑，維生素C作為還原劑，控制反應(yīng)時(shí)間制備銀納米片。由其制備的柔性導(dǎo)電圖案，160℃Ar氣中燒結(jié)后電阻率約為2.7μΩ·cm。
　　(2

3、)嘗試將銀導(dǎo)電油墨用于摩擦納米發(fā)電機(jī)的制備，銀導(dǎo)電油墨涂刷于相片紙上，在空氣中160℃燒結(jié)獲得的柔性導(dǎo)電基板，可以作為摩擦發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的一部分，簡化了制備工藝，并建立了銀導(dǎo)電基板的導(dǎo)電性與摩擦發(fā)電機(jī)輸出電信號(hào)之間的關(guān)系。當(dāng)銀基板的電阻率為6.6μΩ·cm時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓和電流密度分別為160V和6.6μA/cm2。
　　(3)分別以PVP和CTAB為單包覆劑，通過控制強(qiáng)還原劑水合肼與銅鹽的濃度，或者以弱還原劑檸檬酸鈉與水合肼協(xié)同

4、作用，制備銅納米顆粒，平均尺寸約為14.03nm和12.35nm，有一定程度的團(tuán)聚，氧化溫度為135℃。經(jīng)氬氣中160℃燒結(jié)由其制備的導(dǎo)電圖案，電阻率分別為13.4±0.4μΩ·cm和7.2±0.6μΩ·cm。
　　(4)研究了PVP、CTAB復(fù)合包覆制備高穩(wěn)定性銅納米顆粒的工藝方法，探索復(fù)合包覆機(jī)理，建立界面結(jié)合模型。該方法制備銅納米顆粒的均勻、彌散，平均尺寸約為6.5nm，氧化溫度提高至165℃。由此制備的導(dǎo)電油墨可用油筆在普