Encre graphène créé pour l'impression par jet d'encre de composants électroniques
Foncé # 64257; micrographie optique de champ imprimé à jet d'encre gouttes sur a) le plasma nettoyé, b) vierge et c) HMDS substrat traité. Echelle: 20 pm. d) Micrographie MEB de motif imprimé. Image de arXiv: 1111.4970v1 [cond-mat.mtrl-sci]
(PhysOrg.com) - Un groupe de scientifiques britanniques a créé une encre graphène qui peut être utilisée pour imprimer par jet d'encre dispositifs électroniques tels que des transistors à couches minces.
Professeur de nanotechnologie, Andrea Ferrari, et ses collègues du département de génie à l'Université de Cambridge ont mis au point une méthode de création d'une encre de graphène qui peut être utilisé avec une imprimante à jet d'encre modifiée. Le graphène est constitué d'un réseau hexagonal de carbone seul atome d'épaisseur, et a de grands avantages par rapport aux encres polymères en raison de sa plus grande mobilité d'électrons et de la conductivité électrique. Les composants électroniques tels que des transistors à couches minces (TFT) peuvent déjà être créés en utilisant l'impression par jet d'encre avec des encres de polymère ferro-électrique, mais les performances de ces composants est faible et ils sont trop lents pour beaucoup d'applications.
A partir de flocons de graphite pur. l'équipe de couches de graphène exfoliée en utilisant exfoliation en phase liquide (LPE), qui se compose de sonication du graphite en présence d'un solvant, la N-méthylpyrrolidone (NMP). Les couches de graphène ont été ultracentrifugés puis filtré pour éliminer les particules assez grosses (> 1 um de diamètre) pour bloquer les têtes d'impression à jet d'encre. Les flocons de graphène ont ensuite été utilisées comme base pour une encre graphène-polymère, qui a été imprimé, en utilisant une imprimante à jet d'encre modifiée, sur des substrats Si / SiO2 et le verre de borosilicate substrat transparent. L'étape finale dans le processus a été recuit à haute température pour éliminer le solvant.
L'équipe a obtenu des résultats prometteurs au moins comparables aux encres actuelles. Ils ont atteint jusqu'à mouvances autour 95cm 2 V -1 s -1. environ 80% de transmittance et de la résistance de feuille 30kohm. Les encres polymères non graphène atteignent typiquement des mobilités de moins de 0,5 cm 2 V -1 s -1. tout en ajoutant des nanotubes de carbone peut augmenter jusqu'à environ 50 cm 2 V -1 s -1.
Les résultats devraient améliorer la méthode est raffinée et améliorée. Leur démonstration réussie première ouvre la voie pour le développement de l'électronique flexible et bon marché qui peut être imprimé sur une grande variété de substrats. Dispositifs imprimés avec des encres de graphène pourraient inclure des ordinateurs portables, le papier électrique, capteurs, étiquettes électroniques et les écrans tactiles souples.
Le document est disponible en ligne à partir arXiv.org.
Plus d'informations: Imprimé Jet d'encre électronique graphène, arXiv: 1111.4970v1 [cond-mat.mtrl-sci] arxiv.org/abs/1111.4970
Abstrait
Nous démontrons impression à jet d'encre selon une méthode viable pour la fabrication à grande zone de dispositifs de graphène. On produit une encre à base de graphène par exfoliation de la phase liquide du graphite dans la N-méthylpyrrolidone. Nous l'utilisons pour imprimer des transistors à couches minces, avec jusqu'à mouvances
95cm ^ 2V ^ (- 1) S (-1), ainsi que des motifs transparents et conducteurs, avec
80% de transmission et
30kOhm / m² résistance de la feuille. Cela ouvre la voie à tous les imprimés, des dispositifs de graphène souples et transparents sur des substrats quelconques.
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