Des chercheurs de l'institut FOM AMOLF ont découvert une nouvelle technique pour fabriquer des conducteurs transparents utilisés dans l'électronique tels que les cellules solaires et les smartphones. La technique est une combinaison d'un mécanisme d'emboutissage à l'échelle nanométrique et d'un processus chimique. Par rapport aux méthodes de production existantes, cette nouvelle technique permet d'obtenir un produit meilleur conducteur à moindre coût. Les chercheurs publieront les résultats en ligne le 3 décembre ^rd dans la revue Matériaux avancés .

Estampage suivi d'un procédé chimique dans l'eau

Les chercheurs ont basé le nouveau procédé sur une combinaison de deux techniques existantes. Utilisation de la technique d'estampage 'Substrat Conformal Imprint Lithography' , qui naît d'une collaboration entre Philips et AMOLF, ils ont estampé un motif dans une fine couche de plastique sur un substrat de verre. Le résultat ressemble beaucoup à un paysage à l'échelle nanométrique :une surface entrecroisée de canaux interconnectés. Les chercheurs ont ensuite rempli les minuscules canaux avec de l'argent à l'aide d'un processus chimique connu sous le nom de « réaction de Tollens ». Après avoir retiré le plastique, une grille d'argent conductrice reste sur le substrat de verre. Les motifs de ce conducteur sont plus petits que la longueur d'onde de la lumière; par conséquent, ils ne reflètent aucune couleur du spectre visible. Cette propriété rend le conducteur transparent.

Avantages

La nouvelle technique offre plusieurs avantages. Le réseau se compose de cristaux d'argent soigneusement disposés et presque aussi larges que les canaux estampés. Cela signifie qu'il y a relativement peu de frontières entre les cristaux, ce qui facilite le flux d'électrons à travers le réseau. Par conséquent, la technique a une conductivité trois fois plus élevée qu'une méthode conventionnelle basée sur l'évaporation des métaux. Pour cette méthode d'évaporation, les chercheurs utilisent le même nanomotif en plastique mais le métal se dépose partout, pas seulement dans les canaux. Cela signifie que lorsque le plastique est décollé, une partie du métal est gaspillée. En outre, l'évaporation demande beaucoup d'énergie.

Postdoc AMOLF Beniamino Sciacca :« Nous combinons le meilleur des deux mondes. Les structures avec des nanopatterns ont fait leurs preuves et restent dans le processus, mais l'application de la couche métallique sur la structure donne de meilleurs résultats dans la solution. Nous perdons moins de métal et c'est plus économe en énergie. » Chef de projet Erik Garnett :« Compte tenu des nombreux avantages, Je pense qu'il y a de fortes chances que la technique trouve son chemin vers des applications commerciales telles que les cellules solaires, tablettes et smartphones."