Несмотря на огромное число появляющихся работ, в
которых авторы предлагают замену ITO (прозрачный проводящий оксид на
основе диоксида олова и оксида индия) в качестве прозрачного электрода,
долгожданной замены индий-оловянного оксида так и не происходит. Однако
научный мир не отчаивается и предлагает новые решения. В частности,
коллектив ученых из Еврейского университета (Иерусалим), основываясь на
так называемом ‘coffee ring effect’ (эффект кофейных колец), получили
прозрачный проводящий материал по физическим характеристикам
превосходящий ITO. Его суть заключается в самосборке наночастиц при
испарении капель диспергированных наночастиц в кольца, подобные тем, что
образует кофейная гуща на дне чашки. Как было установлено, основными
движущими силами данного процесса являются взаимодействие частиц с
подложкой и поток, переносящий наночастицы на периферию.
В своей работе исследователи использовали метод струйной печати для нанесения дисперсии наночастиц серебра на подложку из полиэтилентерефталата (PET). После испарения капель дисперсии были обнаружены кольцевые структуры диаметром 150 мкм (рис.1). Для понижения сопротивления подобных колец, они были обработаны газообразным HCl, нейтрализующем поверхностный заряд. После такой обработки удельное сопротивление кольца составило 4.3Х10-7 Ом м, что всего в 7 раз выше сопротивления макроскопического серебра. Стоит отметить, что таких низких величин сопротивления до этого не удавалось достичь без длительного нагревания. Толщина обода кольца составила 7 мкм, что делает его почти незаметным невооруженному глазу (рис.2).
Кроме того, авторами были получены одномерные и двухмерные массивы перекрывающихся колец (рис.3). Это особенно примечательно в свете того, что до этого сообщалось, что попытки получить перекрывающиеся кольца приводили к разупорядочиванию кольца. Подобного успеха авторам удалось достигнуть, варьируя концентрацию серебряных наночастиц, время между нанесением колец и температуру подложки. Удельное сопротивление цепи колец составило 5.1 10-7 Ом м, что близко к удельному сопротивлению отдельного кольца. Это в свою очередь указывает на высокое качество соединения между кольцами (рис.4).
Исследователям удалось получить прозрачный (коэффициент пропускания 95% в диапазоне длин волн 400-800 нм) и проводящий материал, устойчивый к растяжению. Однако не все пока так безоблачно. Авторами было собрано электролюминесцентное устройство, где полученный материал использовался в качестве электрода, на который были нанесены слои ZnS и BaTiO3 и второй серебряный электрод. На рисунке 5 видно, что не все кольца соединены с общим массивом, что привело к образованию темных участков. Но эффективная работа, как говорится, лишь дело техники!
