Δημοφιλείς Αναρτήσεις

Επιλογή Συντάκτη - 2019

Η πρόοδος σε έντονη σύντηξη παλμικού φωτός ανοίγει την πόρτα για βελτιωμένη κατασκευή ηλεκτρονικών

Anonim

Η ταχύτερη παραγωγή προηγμένων, ευέλικτων ηλεκτρονικών είναι ένα από τα πιθανά οφέλη μιας ανακάλυψης από τους ερευνητές του Κολλεγίου Μηχανικών του Κρατικού Πανεπιστημίου του Όρεγκον.

διαφήμιση


Λαμβάνοντας μια βαθύτερη ματιά στη φωτονική πυροσυσσωμάτωση ταινιών αργύρου νανοσωματιδίων - η χρήση έντονου παλμικού φωτός ή IPL, για την ταχεία σύντηξη λειτουργικών αγώγιμων νανοσωματιδίων - επιστήμονες αποκάλυψαν μια σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας του φιλμ και της πυκνότητας. Η πυκνότητα στο IPL αυξάνει την πυκνότητα ενός λεπτού υμενίου ή μοτίβου νανοσωματιδίων, με μεγαλύτερη πυκνότητα που οδηγεί σε λειτουργικές βελτιώσεις, όπως μεγαλύτερη ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Οι μηχανικοί βρήκαν σημείο καμπής θερμοκρασίας στο IPL παρά τη μεταβολή της παλλόμενης ενέργειας και ανακάλυψαν ότι αυτό το σημείο καμπής εμφανίζεται επειδή η συμπύκνωση κατά τη διάρκεια της IPL μειώνει την ικανότητα των νανοσωματιδίων να απορροφούν περισσότερη ενέργεια από το φως.

Αυτή η προηγουμένως άγνωστη αλληλεπίδραση μεταξύ της οπτικής απορρόφησης και της πυκνότητας δημιουργεί μια νέα κατανόηση του γιατί τα επίπεδα πυκνότητας είναι εκτός λειτουργίας μετά το σημείο καμπής θερμοκρασίας στο IPL και επιπλέον καθιστά δυνατή την πλήρη αξιοποίηση της πλήρους δυνατότητας IPL μεγάλης επιφάνειας, ως μια κλιμακούμενη και αποτελεσματική διαδικασία κατασκευής.

Ο Rajiv Malhotra, επίκουρος καθηγητής μηχανικής της OSU, και ο μεταπτυχιακός φοιτητής Shalu Bansal διεξήγαγαν την έρευνα. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στη νανοτεχνολογία .

"Για κάποιες εφαρμογές θέλουμε να έχουμε μέγιστη πυκνότητα", δήλωσε ο Malhotra. "Επειδή η πυκνότητα στο IPL εξαρτάται σημαντικά από τη θερμοκρασία, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε και να ελέγξουμε την εξέλιξη της θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας." Η έρευνα αυτή μπορεί να οδηγήσει σε πολύ καλύτερος έλεγχος διεργασιών και σχεδιασμός εξοπλισμού σε IPL. "

Η έντονη πυροσυσσωμάτωση επιτρέπει την ταχύτερη συμπύκνωση - σε λίγα δευτερόλεπτα - σε μεγαλύτερες περιοχές σε σύγκριση με τις συμβατικές διεργασίες πυροσυσσωμάτωσης όπως το φούρνο και το λέιζερ. Το IPL μπορεί ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για την τήξη νανοσωματιδίων για εφαρμογές σε έντυπη ηλεκτρονική, ηλιακά κύτταρα, ανίχνευση αερίων και φωτοκατάλυση.

Παλαιότερες έρευνες έδειξαν ότι η πυκνότητα των νανοσωματιδίων αρχίζει πάνω από μια κρίσιμη οπτική ροή ανά παλμό, αλλά ότι δεν αλλάζει σημαντικά πέρα ​​από έναν ορισμένο αριθμό παλμών.

Αυτή η μελέτη OSU εξηγεί γιατί, για μια συνεχή ροή, υπάρχει ένας κρίσιμος αριθμός παλμών πέρα ​​από τον οποίο τα επίπεδα συμπύκνωσης σβήνουν.

"Η ισορροπία στην πυκνότητα συμβαίνει ακόμα κι αν δεν έχει υπάρξει καμία αλλαγή στην οπτική ενέργεια και παρόλο που η συμπύκνωση δεν είναι πλήρης", δήλωσε ο Malhotra. "Εμφανίζεται λόγω του ιστορικού της θερμοκρασίας της μεμβράνης νανοσωματιδίων, δηλαδή του σημείου μεταβολής της θερμοκρασίας. Ο συνδυασμός της ροής και των παλμών πρέπει να εξεταστεί προσεκτικά για να εξασφαλιστεί η πυκνότητα της μεμβράνης που θέλετε".

Ένας μικρότερος αριθμός παλμών υψηλής ροής παράγει γρήγορα υψηλή πυκνότητα. Για μεγαλύτερο έλεγχο πυκνότητας απαιτείται μεγαλύτερος αριθμός παλμών χαμηλής ροής.

"Συγχωνεύσαμε σε περίπου 20 δευτερόλεπτα με μέγιστη θερμοκρασία περίπου 250 βαθμών Κελσίου σε αυτό το έργο, " Malhotra. "Η πιο πρόσφατη δουλειά που έχουμε κάνει μπορεί να πυροσυσσωματηθεί μέσα σε λιγότερο από δύο δευτερόλεπτα και σε πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες, κάτω από περίπου 120 βαθμούς Κελσίου, ενώ η χαμηλότερη θερμοκρασία είναι κρίσιμη για την ευέλικτη κατασκευή ηλεκτρονικών. το χαρτί και το πλαστικό, που θα καίγονται ή θα λιώσουν σε υψηλότερες θερμοκρασίες.Με τη χρήση IPL, θα πρέπει να είμαστε σε θέση να δημιουργήσουμε διαδικασίες παραγωγής τόσο ταχύτερες όσο και φθηνότερες, χωρίς απώλεια της ποιότητας των προϊόντων.

Τα προϊόντα που θα μπορούσαν να εξελίσσονται από την έρευνα, δήλωσε ο Μαλότρα, είναι ραδιοσυχνότητες ταυτοποίησης ετικετών, ένα ευρύ φάσμα ευέλικτων ηλεκτρονικών, αισθητήρες βιοϊατρικής που μπορούν να φορεθούν και συσκευές ανίχνευσης για περιβαλλοντικές εφαρμογές.

διαφήμιση



Ιστορία Πηγή:

Υλικά που παρέχονται από το Πανεπιστήμιο του Όρεγκον . Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να επεξεργαστεί για στυλ και μήκος.


Βιβλιογραφία :

  1. S Bansal, R Malhotra. Διασύνδεση μεταξύ της θερμοκρασίας και της συμπύκνωσης με τη μεσολάβηση του σχήματος νανοκλίμακας σε πυροσυσσωμάτωση με έντονο παλμικό φως . Νανοτεχνολογία, 2016; 27 (49): 495602 DOI: 10.1088 / 0957-4484 / 27/49/495602