Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рис. 1. Схема механизма "самолечения".

Рис. 2. Полимерные нити до (a-c) и после (d,e) гидролиза TiCl4.

Рис. 3. Защитное покрытие до и после гидролиза TiCl4.

Рис. 4. Залечивание трещин в оксидном покрытии после деформации.

Уникальное защитное покрытие для органической электроники

Ключевые слова:  гибкий дисплей, органическая электроника, полимеры, тонкие пленки

Опубликовал(а):  Росляков Илья Владимирович

06 января 2009

Хорошо известно, что тонкопленочные электронные устройства, в том числе транзисторы, проводящие полимеры, органические светодиоды, чувствительны к влажному воздуху. Под действием паров воды эти элементы выходят из строя и оказываются неспособными полноценно выполнять свои функции. Для защиты от коррозии в настоящее время широко используются тонкие покрытия из оксидов кремния и алюминия. Несмотря на химическую инертность и низкую проницаемость для атмосферного воздуха и паров воды, применение данных материалов для защиты гибких устройств сильно затруднено. Проблема состоит в появлении большого количества дефектов в ходе напыления тонкого слоя оксида, и, как следствие, увеличении количества трещин при активном использовании гибких устройств, что, в свою очередь, значительно сокращает срок службы электроники. Для борьбы с коррозией в настоящее время применяются "умные" материалы, способные самостоятельно «залечивать» возникающие повреждения, восстанавливая целостность защитной пленки.

В качестве «лекарства» для оксидных пленок американские ученые предложили использовать тетрахлорид титана TiCl4, способный гидролизоваться во влажной атмосфере с образованием TiO2. Система, предложенная в работе, достаточно проста (рис. 1). Под защитное покрытие оксида алюминия помещают слой полимера, "легированного" TiCl4. В месте повреждения оксидной пленки полимер деградирует, что делает возможным миграцию хлорида к месту дефекта, где он превращается в оксид, который эффективно заполняет образовавшиеся трещины, устраняя негерметичность покрытия.

А начали ученые с полимерных нитей. В работе показано, что предлагаемый материал эффективно «залечивает» в них даже небольшие отверстия (рис. 2). На следующем этапе работы ученые ввели тетрахлорид титана в тонкую полимерную пленку (в данном случае в качестве полимера выступал полиметилметакрилат). Тетрахлорид оказывается эффективен и в этом случае, полностью устраняя структурные дефекты полимера (рис. 3). На финальной стадии работы была изготовлена слоистая структура путем напыления на полимерную пленку оксида алюминия. Деформация полученной структуры ведет к образованию трещин, которые полностью заполняются образующимся оксидом титана (рис. 4).

Предложенный авторами метод весьма эффективен при борьбе с дефектами, возникающими в защитных покрытиях. Самозалечивающиеся системы надежно защищают электронные устройства от влаги и значительно продлевают срок их службы.

Работа «A Delivery System for Self-Healing Inorganic Films» опубликована в журнале Advanced Functional Materials.


Источник: Advanced Functional Materials



Комментарии
Владимир Владимирович, 06 января 2009 18:22 
Про "оксид алюминия" в анонсе - понял почему но как-то не отражает основную тему...
И TiCl4 очень активный химически и выделяет агрессивную HCl Интересный выбор защитного вещества по сравнению с теми же алкоксидами.
Насчёт напыления оксида алюминия (2050 по Цельсию) очень сомневаюсь. Проще напылить алюминий, а потом окислить. А может и не надо искать лёгких путей?
Сергей Леонидович, а если пылить алюминий в среде с неслишком низким pO2?
А что, гидролиз TiCl4 дает именно TiO2? Причем плотный слой?
Владимир Владимирович, 06 января 2009 23:50 
В статье одной фразой упомянуто ALD (нанесение атомных слоев) оксида алюминия. Скорее всего по сценарию близкому, к описанному Александром Валерьевичем.
По быстрому просмотру оригинальной статьи, она показалась мне весьма мутной...
Александр Валерьевич,
Я сам не напыляю, поэтому рассуждаю умозрительно. Но у нас в электротехнике если нужен толстый слой оксида, например в качестве изоляции обкладки электролитического конденсатора применяют анодирование. А если нужно обеспечить химическую устойчивость алюминиеваго провода, его плакируют особо чистым алюминием, а тонкий слой оксида без дефектов на особо чистом алюминии образуется наверное сам собой.
*(рассматривая бутыль с TiCl4)*

Да он что, это, полиэтилен сожрал? Или это тефлоновая лента была?

Если серьёзно - то TiCl4 покоцает исходный ПММА. Да и при гидролизе слой оксида получается неплотный (по крайней мере - первое время).
Ещё момент - оксид более объёмный чем исходная жидкость, следовательно полимер начнёт "пучить"
Владимир Владимирович, 08 января 2009 23:07 
Все пожрёт тетрахлорид, да еще и надымит
Про реакцию с ПММА, наверное много смысла будет, что при разрушении сложноэфирной связи будут образовываться смешаные алкоксиды-карбоксилаты. И хочется думать, что HCl можно при желании удалить на этой стадии.
Не понял только про более объёмный оксид, ведь его плотность больше (пусть даже самого аморфного), а молекулярная масса меньше по сравнению с хлоридом. (Наверное, просто с металлическим титаном перепуталось). Согласен, что это в принципе очень положительный фактор для защитных плёнок

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанотехнологии - "ворота в ... иной мир"!
Нанотехнологии - "ворота в ... иной мир"!

Светодиодные технологии и оптоэлектроника: магистратура на стыке образования и индустрии
Открыт набор на первую в России индустриальную программу «Светодиодные технологии и оптоэлектроника» Университета ИТМО

Международная онлайн-дискуссия «Квант будущего»
Фонд Росконгресс, Госкорпорация «Росатом», Российский квантовый центр и научно-популярное издание N+1 завершают серию международных онлайн-дискуссий «Квант будущего», где лидеры индустрии и ведущие мировые ученые обсуждают, как квантовые технологии уже изменили наш мир, и с какими вызовами помогут справиться в будущем.
Заключительная дискуссия «Квантовая революция: профессии будущего и трансформация образования» состоится 8 июля в 17:00 по московскому времени.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Супергибридный материал для хранения водорода. Двумерная соль. Существование виртуальных мультиферроиков подтверждено. Чёрные бабочки. Служение науке и немного поэзии.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.