NWO-I

NWO - Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek - print-logo

URL voor deze pagina :
https://www.nwo-i.nl/fom-historie/jaarverslagen/hoogtepunten/hoogtepunten2015/nr-131-optisch-transparante-elektrische-geleiders-door-stempelen-en-groeien/

Geprint op :
14 december 2018
12:06:06

Onderzoekers van het FOM-instituut AMOLF hebben een nieuwe techniek ontdekt voor het maken van transparante geleiders in elektronische apparaten, zoals zonnecellen en smartphones. De methode is een combinatie van een stempelmechanisme op nanoschaal en een chemisch proces. In vergelijking met bestaande productiemethoden leidt deze nieuwe techniek tot een beter geleidend product tegen lagere kosten.

De onderzoekers gingen voor het nieuwe proces uit van een combinatie van twee bestaande technieken. Met de stempeltechniek Substrate Conformal Imprint Lithography, afkomstig van een samenwerking tussen Philips en AMOLF, stempelden ze een patroon in een dunne laag polymeer bovenop een glazen ondergrond. Het resultaat heeft veel weg van een landschap op nanoschaal: een oppervlak dat doorkruist wordt door aan elkaar gekoppelde kanalen. De onderzoekers vulden vervolgens de minuscule kanalen in het landschap met zilver, door middel van een chemisch proces dat bekend staat als de Tollens-reactie. Na het verwijderen van het polymeer blijft een zilveren elektrisch geleidende constructie achter op de glazen ondergrond. De patronen van deze geleider zijn kleiner dan de golflengte van zichtbaar licht, waardoor ze geen kleuren uit het lichtspectrum weerkaatsen. Deze eigenschap maakt de geleider transparant.

Betere geleiding dan bij opdampen
Het netwerk bestaat uit zilverkristallen die keurig naast elkaar liggen en net zo breed zijn als de gestempelde kanaaltjes. Dit betekent dat er betrekkelijk weinig grenzen zijn tussen de kristallen, waardoor de elektronen gemakkelijk hun weg kunnen vinden door het netwerk. Daardoor kent de techniek een drie keer zo goede geleiding als een conventionele methode die gebaseerd is op het opdampen van metalen.

Goede kans op toepassing
De techniek is het beste van twee werelden, zo stellen de onderzoekers. De structuren met nanopatronen hebben hun waarde bewezen en blijven onderdeel van het proces, maar het aanbrengen van de metalen laag op de structuur gaat beter in een oplossing. Dat leidt tot minder verlies aan metaal en energie. Door de voordelen is er een goede kans dat de techniek zijn weg vindt naar een toepassing op de markt, zoals zonnecellen, tablets en smartphones.