室温下打印金属氧化物薄膜实现
发布时间: 2024-08-17 10:59:12
科技日报北京8月15日电（记者张佳欣）据15日《科学》杂志报道，包括美国北卡罗来纳州立大学和韩国浦项科技大学在内的国际研究团队，展示了一种在室温下打印金属氧化物薄膜的技术，并利用该技术制造出既坚韧又能在高温下运行的透明柔性电路。
金属氧化物薄膜是一种重要材料，几乎存在于每种电子设备中。传统上，制造金属氧化物需要专门设备，这些设备既慢又贵，而且需要在高温下运行。于是，研究人员希望开发一种能在室温下沉积金属氧化物薄膜的技术，即打印金属氧化物薄膜。
他们开发了一种从液态金属弯月面分离金属氧化物的新方法。
研究人员解释说，如果向管子里灌满液体，管口液体会呈现出弯曲的表面，称为弯月面。这是由于表面张力阻止液体完全溢出，因此它呈弯曲状。对于液态金属而言，弯月面的表面覆盖着一层薄薄的金属氧化物，这层氧化物在液态金属与空气接触的地方形成。
研究人员将液态金属填充到两块玻璃片之间的空间，这样一小部分弯月面就会延伸到玻璃片的末端。
如果把玻璃片想象成打印机，液态金属就是墨水。当把弯月面移过表面时，其上的金属氧化物会黏附在表面上并形成薄膜。同时裸露的液体不断形成新的氧化物，从而实现连续“打印”。
最终，研究人员利用这项技术打印了两层大约4纳米厚的金属氧化物薄膜。打印出来的薄膜是透明的，但具有金属特性，导电性极高。
此外，研究发现，这些薄膜在高温下仍能保持其导电性能。如果薄膜厚度为4纳米，导电性能可稳定保持到接近600℃；如果薄膜厚度为12纳米，则可稳定保持到800℃。
研究人员还通过在聚合物上打印金属氧化物，制造出柔软灵活的电路。这些电路足够坚韧，即使折叠4万次也能保持其完整性，显示了该技术的实用性。
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