Tối ưu hóa các thông số mực in nano ag nhằm ứng dụng trong in phun

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ÐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ÐIỂM TỐI UU HĨA CÁC THƠNG SỐ MỰC IN NANO Ag NHẰM ỨNG DỤNG TRONG IN PHUN Mã số: T2013 - 196 Chủ nhiệm đề tài: GV – ThS Nguyễn Thành Phương S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TỐI ƯU HĨA CÁC THƠNG SỐ MỰC IN NANO Ag NHẰM ỨNG DỤNG TRONG IN PHUN Mãsố: T2013 - 196 Chủnhiệmđềtài: GV – ThS NguyễnThànhPhương TP HCM, 11 – 2013 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH .3 DANH MỤC BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT .6 MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MỰC IN DẪN ĐIỆN 1.1 Tổng quan mực in dẫn điện 1.2 Hóa học mực in dẫn điện 14 1.2.1 Thành phần mực in dẫn điện .15 1.2.2 Sự tương tác mực in với vật liệu 16 1.3 Các tính chất mực in dẫn điện .17 1.3.1 Tính lưu biến .17 1.3.2 Mật độ 20 1.3.3 Độ xốp 20 1.4 Một vài tính chất khác lớp mực dẫn điện sau in .20 1.4.1 Quá trình nung kết 20 1.4.2 Xác định điện trở 21 1.4.3 Tính chống xước 23 1.5 Tổng quan phƣơng pháp tổng hợp hạt nano Ag 23 1.5.1 Phương pháp từ lên (bottom – up) 23 1.5.2 Tổng hợp hạt nano Ag phương pháp polyol 24 1.5.2.1 Cơ chế phản ứng 25 1.5.2.2 Cơ chế ổn định hạt Ag PVP 25 1.5.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng hạt nano Ag 26 1.6 Tổng quan công nghệ in phun 27 1.6.1 In phun nhiệt 28 1.6.2 In phun áp điện 29 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 1.7 Một vài ứng dụng công nghệ in phun in mạch điện tử 30 1.7.1 Ứng dụng cho dòng sản phẩm bậc thấp 30 1.7.2 ứng dụng cho dòng sản phẩm bậc cao .31 CHƢƠNG CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .32 2.1 Phổ hấp thụ 32 2.2 Phƣơng pháp chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua 33 2.3 Đo độ nhớt 35 2.4 Nhiễu xạ tia X 35 2.5 Đo điện trở bề mặt 38 CHƢƠNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM VÀ BIỆN LUẬN KẾT QUẢ 39 3.1 Tổng hợp hạt nano Ag .39 3.1.1 Hóa chất .39 3.1.2 Dụng cụ 39 3.2 Quy trình thực nghiệm 40 3.2.1 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hạt nano Ag 40 3.2.1.1 Tối ưu hóa lượng chất khử 40 3.2.1.2 Thay đổi thời gian khuấy .42 3.2.2 Khảo sát phổ nhiễu xạ tia X 44 3.2.3 Khảo sát độ nhớt dung dịch nano Ag 45 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ nung đến điện trở 46 CHƢƠNG 4.KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN .47 4.1 Kết luận 47 4.2 Hƣớng phát triển 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mực in nano Ag thương mại vài thơng số đặc trưng Hình 1.2 Một vài ứng dụng mực in phun nano Ag in mạch điện tử .10 Hình 1.3 Các bước cơng nghệ in phun nhằm tạo sản phẩm đơn giản 11 Hình 1.4 Đo sức căng bề mặt phương pháp vòng Du Nouy 18 Hình 1.5 Bề mặt hình thái học hạt nano Ag sau nung 21 Hình 1.6 Sự phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ nung màng Ag tạo phương pháp in phun 22 Hình 1.7 Kiểm tra độ chống xước dây dẫn điện in in phun 23 Hình 1.8 Sơ đồ phân hủy nhiệt để tạo hạt nano Ag với chất bao axit béo 24 Hình 1.9 Công thức cấu tạo PVP 25 Hình 1.10 Cơ chế ổn định hạt nano Ag PVP .26 Hình 1.11 Sự hình thành giọt mực in phun nhiệt 28 Hình 1.12 Sự hình thành giọt mực in phun áp điện .29 Hình 1.13 Ứng dụng in phun in mạch điện tử đơn giản, (a) in đường dây dẫn cho đèn LED, (b) in có IC điều khiển .31 Hình 1.14 Cơng nghệ in phun mực dẫn điện nano Ag in đường dây dẫn linh kiện điện tử 31 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý đo phổ UV – Vis .32 Hình 2.2 Cấu tạo kính hiển vi điện tử truyền qua 34 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 Hình 2.3 Máy đo độ nhớt Brookfield LVDV – E 35 Hình 2.4 Sơ đồ nhiễu xạ tia X tinh thể 36 Hình 2.5 Sơ đồ thực nghiệm đo điện trở suất phương pháp mũi dò 38 Hình 3.1 Quy trình tổng hợp hạt nano Ag 40 Hình 3.2 Phổ hấp thụ UV – vis keo nano Ag thay đổi theo thể tích EG 41 Hình 3.3 Phổ hấp thụ UV – vis keo nano Ag thay đổi theo thời gian 42 Hình 3.4.Màu sắc phổ hấp thụ dung dịch nano Ag tối ưu tổng hợp 43 Hình 3.5 Ảnh TEM dung dịch nano Ag tạo .43 Hình 3.6 Phổ nhiễu xạ tia X hạt nano Ag tổng hợp 44 Hình 3.7 Tính chất lưu biến mực in nano Ag với hàm lượng Ag khác 45 Hình 3.8 (a) Mực in phun nano Ag đế Polyimide, (b) Sự thay đổi điện trở mực in dẫn điện nano Ag theo nhiệt độ nung, (c) Ảnh SEM mực in dẫn điện theo nhiệt độ nung 46 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 So sánh phương pháp quang khắc, lắng đọng chân không in điện tử chế tạo mạch điện tử 12 Bảng 1.2 Các ứng dụng mực in phun dẫn điện in mạch điện tử 13 Bảng 1.3 So sánh công nghệ in điện tử in mạch dẫn điện 13 Bảng 1.4 Các tính chất mực in cho công nghệ in phun 20 Bảng 1.5 Bảng so sánh thông số đặc trưng in phun nhiệt in phun áp điện.29 Bảng 3.1 Thay đổi thể tích chất khử EG 40 Bảng 3.2 Thay đổi thời gian khuấy 42 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 CÁC CHỮ VIẾT TẮT OLED: Organic Light Emitting Diode LED: Light Emitting Diode DOD: Drop On Demand CIJ: Continuous Ink Jet UV – Vis: Ultraviolet – Visible TEM: Transmission Electron Microscopy RFID: Radio Frequency Identification MEMS: Microelectromechanical Systems Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 MỞ ĐẦU Trong ngành công nghiệp điện tử, việc chế tạo đường dây dẫn điện cần thiết Theo phương pháp truyền thống, trình mạ điện ăn mịn cơng nghệ quang khắc sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp sản xuất mạch điện Tuy nhiên, phương pháp không tiêu hao nhiều vật liệu mà cịn phức tạp có nhiều bước yêu cầu để tạo nên lớp mạch.Không thế, q trình ăn mịn mạ điện truyền thống tạo lượng lớn nước thảy gây nhiễm mơi trường Vì lý này, việc phát triển công nghệ gia công nhanh thuận tiện để tạo đường dây dẫn điện thu hút nhiều nghiên cứu năm gần Một hứa hẹn có hiệu cơng nghệ in phun, theo cơng nghệ đường dây dẫn điện in vật liệu đế qua bước Có hai thành phần quan trọng công nghệ in phun là: hệ thống học, có nghĩa máy in; hai vật liệu dẫn điện, có nghĩa mực in Công nghệ in phun sử dụng thành công thập kỷ qua cho nhiều ứng dụng như: diot hữu phát sáng (OLED), transistor mạch tích hợp, thiết bị polymer dẫn điện, polymer cấu trúc, chuổi phân tử sinh học Công nghệ in phun mang lại số thuận lợi so với phương pháp quang khắc truyền thống[5]như:  Không sử dụng mặt nạ chế tạo đường dây dẫn;  Có thể áp dụng dễ dàng đế có diện tích lớn;  Các vật liệu sử dụng có hiệu quả;  Tốn thời gian thực tạo mạch điện Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 Trong nghiên cứu mực in dẫn điện, có vài loại vật liệu nghiên cứu kim loại nóng chảy, polymer dẫn điện, dung dịch hạt nano kim loại Trong số loại vật liệu năm gần dung dịch hạt nano kim loại thu hút nhà nghiên c ứu nhiều in trực tiếp nhiệt độ phòng so với kim loại nóng chảy có độ dẫn điện tốt so với loại polymer Từ vấn đề phân tích trên, việc nghiên cứu tổng hợp mực in nano Ag sử dụng công nghệ in phun để in mạch điện tử Khoa In & Truyền thông, Trường ĐHSPKT Tp HCM cần thiết Do giới hạn sở vật chất, kinh phí thời gian thực đề tài nên mục tiêu đề tài bao gồm:  Khảo sát điều kiện tối ưu để tổng hợp mực in nano Ag  Tối ưu thông số (độ dẫn điện, độ nhớt) mực in nano Ag Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 hướng Do nguyên tử tinh thể xếp cách tuần hồn có trật tự khơng gian nên có hướng mà theo tia tán xạ từ nguyên tử khác giao thoa với Chùm tia tán xạ theo hướng ưu tiên sóng kết hợp chồng chất lên có biên độ tăng cường lẫn Để vân giao thoa có biên độ tăng cường hiệu số pha song phải số chẵn lần π (2nπ), hay hiệu số đường phải số nguyên lần bước song (nλ) Từ đây, ta có mối quan hệ bước sóng chùm tia X tới với khoảng cách d mặt mạng (hkl) góc θ thỏa mãn điều kiện cực đại nhiễu xạ: 2d(hkl)sinθ = nλ (2.5) Với n = 1, 2, 3,… bậc nhiễu xạ, điều kiện Bragg mà nguyên tắc phương pháp nhiễu xạ tia X thiết lập dựa điều kiện Phương trình gồm có thơng số: d(hkl), θ, λ Khi tiến hành khảo sát thực nghiệm với máy nhiễu xạ, ta tìm góc θ ứng với cực đại nhiễu xạ, bước song tia X (λ) biết trước, ta hồn tồn tính d(hkl), từ xác định kiểu ô mạng, thông số mạng, xác định pha tinh thể,…Để thực điều kiện nhiễu xạ họ mặt mạng phẳng (hkl), λ cố định, θ thay đổi, người ta dùng phương pháp bột phương pháp tinh thể quay, ta quan sát thấy ảnh nhiễu xạ chum tia phản xạ từ họ mặt phẳng song song định luật Bragg thỏa mãn Để nhận diện pha tinh thể chất, người ta so sánh số lượng, vị trí cường độ vạch nhiễu xạ tia X đo thực nghiệm với số liệu chuẩn chất có thư viện phổ chuẩn (Powder Diffraction Files) Dựa vào phổ chuẩn ta thấy, vạch nhiễu xạ tia X từ mạng tinh thể vạch hẹp, kích thước tinh thể ảnh hưởng đáng kể đến độ rộng vạch nhiễu xạ tia X Khi kích thước hạt giảm, vạch nhiễu xạ quan sát mở rộng cách đáng kể (điều thể rõ qua công thức Debye – Scherrer) Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương 37 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 𝐷= 0.89𝜆 𝛽𝑕𝑘𝑙 𝑐𝑜𝑠𝜃 (2.6) Đây cơng thức Scherrer cho hạt hình cầu, D đường kính tinh thể nano (nm), βhkl độ bán rộng vạch phổ nhiễu xạ (độ), λ bước song tia X (nm) Nguồn gốc mở rộng vạch nhiễu xạ kích thước nhỏ hiểu qua việc xem xét hiệu ứng nhiễu xạ từ số hữu hạn mặt phẳng 2.5 Đo điện trở bề mặt Phương pháp áp dụng để đo tất loại mẫu dày hay mỏng Hình 2.5 sơ đồ mạch điện đo bốn mũi dị Gia cơng mũi dị c ần thỏa mãn điều kiện cho khoảng cách (l) hai mũi dị liên tiếp hồn tồn kho ảng cách từ mũi dò gần đến biên mẫu đo phải lớn hơn3l Trong kỹ thuật vật lý bán dẫn, để đo điện trở suất chất bán dẫn, thí dụ Si hay Ge, bốn mũi dò thường làm kim loại vonfram đường kính nhỏ, đầu nhọn đặt lên mẫu Để đảm bảo tiếp xúc tốt, đầu dò ép xuống mặt mẫu bốn lị xo Hình 2.5 Sơ đồ thực nghiệm đo điện trở suất phương pháp mũi dò Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương 38 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 Cơng thức tính điện trở suất là: 𝜌 = 2𝜋.l 𝑈 𝐼 (2.7)  l: khoảng cách hai mũi dò,  U: hiệu điện hai mũi dò trong,  I: dịng qua mẫu từ hai mũi dị ngồi CHƢƠNG 3.QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM VÀ BIỆN LUẬN KẾT QUẢ 3.1 Tổng hợp hạt nano bạc Mục tiêu đề tài tổng hợp hạt nano Ag có độ ổn định cao có thểđiều khiển kích thước hạt 3.1.1 Hóa chất Ethylene Glycol (C2 H4(OH)2), China, M=62,07 g/mol, D=1,1132 g/cm3 Polivinyl Pirrrolidone – PVP, (C6H9NO)n, China, M=2.500-25.000.000g/mol, D=1,2 g/cm3 Bạc Nitrat (AgNO3), M=169,87 g/mol, D=4,35 g/cm3 3.1.2 Dụng cụ o Các loại cốc, lọ đựng mẫu, giấy nhôm o Cân điện tử, ống nhỏ giọt (pipette), máy khuấy từ có gia nhiệt, cá từ, muỗng thủy tinh o Tủ lạnh Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương 39 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 o Các dụng cụ phải ngâm dung dịch HCl (0.5M) 30 phút ngâm dung dich NaOH 30 phút rửa ngâm nước cất, vớt lên sấy khô o Sau tiến hành thực nghiệm xong, dụng cụ ngâm lại dung dịch HCl tiến hành làm trên, cất cẩn thận 3.2 Quá trình thực nghiệm AgNO3 PVP Ethylene Glycol Khuấy gia nhiệt 90 o C Khuấy gia nhiệt 90 o C Keo nano Ag màu vàng Hình 3.1 Quy trình tổng hợp hạt nano Ag Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương 40 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 3.2.1 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng hạt nano bạc 3.2.1.1 Tối ƣu hóa lƣợng chất khử Như trình bày phương pháp tổng hợp nano Ag, lượng chất khử ion Ag ảnh hưởng đáng kể đến hình thành hạt nano Ag, từ cơng trình tham khảo theo phương pháp polyol [2], chọn tỉ lệ PVP:AgNO3 1.5:1, nhiệt độ khuấy mẫu 90 0C, thời gian khuấy 15 phút, thể tích EG thay đổi từ 10ml – 15 ml 20 ml Bảng 3.1: Thay đổi thể tích chất khử EG Nhiệt độ Thời gian khuấy khuấy 0.017 90 15 0.375 0.017 90 15 0.375 0.017 90 15 Mẫu EG (ml) mPVP (g) AgNO3 (g) 10ml 10 0.375 15ml 15 20ml 20 1.6 1.4 độ Cườngcuong (a.u) 1.2 1.0 10ml 15ml 20ml 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 300 400 500 600 700 800 buoc song Bước sóng (nm) Hình 3.2 Phổ hấp thụ UV-Vis keo nano Ag thay đổi theo thể tích EG Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương 41 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 Hình 3.2 cho thấy với EG=10, 15 ml 20 ml xuất peak bước sóng 410 nm, peak tượng plasmon bề mặt chứng tỏ có hình thành nano Ag dung dịch, khẳng định thêm tồn nano Ag dung dịch qua kết TEM phần sau Với EG=15 ml cho độ hấp thụ peak plasmon bề mặt có giá trị lớn nhất, cho hiệu suất hình thành nano Ag cao so với EG=10 ml 20 ml, tìm lượng chất khử 15 ml cho dung dịch nano Ag có độ ổn định cao Mặt khác, gia nhiệt nhiệt độ 90 0C, thời gian để hình thành nanoAg có độ ổn định, đồng điều khiển kích thước cần phải khảo sát, chúng tơi khảo sát thêm thơng số thời gian hình thành nano Ag gia nhiệt 3.2.1.2 Thay đổi thời gian khuấy Bảng 3.2: Thay đổi thời gian khuấy Mẫu EG (ml) mPVP (g) AgNO3 (g) 15ph 20ph 30ph 15 15 15 0.375 0.375 0.375 0.017 0.017 0.017 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương Nhiệt độ khuấy 90 90 90 Thời gian khuấy 15 20 30 42 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 3.0 2.5 cuong 2.0 15 phut 20 phut 30 phut 1.5 1.0 0.5 0.0 300 400 500 600 700 800 buocsong Hình 3.3 Phổ hấp thụ Uv-Vis keo nano Ag thay đổi theo thời gian Từ hình 3.3, phổ hấp thụ với thời gian hình thành nano Ag 20 phút cho dung dịch ổn định, kích thước hạt đồng so vơi thời gian 30 phút hình thành nano Ag nhiều so với thời gian 15 phút Chúng tơi tìm với thời gian 20 phút nhiệt độ 900C cho hình thành nano Ag tối ưu Chúng tơi tìm thơng số tối ưu để tổng hợp nano Ag cho dung dịch có độ ổn định cao, kích thước điều khiển tỷ lệ số mol PVP/Ag 1.5:1, thể tích EG 15ml, thời gian phản ứng 20 phút, nhiệt độ phản ứng 90 oC 1.6 (a.u) cuong độ Cường 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 300 400 500 600 700 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương buoc song Bước sóng (nm) 800 43 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 Từ hình 3.4, phổ hấp thụ thông số tối ưu cho peak plasmon bề mặt hẹp, độ hấp thụ lớn ổn định với thời gian 02 tháng.Để xác định xác kích thước hạt nano Ag tạo thành, tiến hành chụp TEM mẫu dung dịch Ag tạo Hình 3.5 Ảnh TEM dung dịch nano Ag tạo Từ ảnh TEM chụp (hình 3.5), chúng tơi xác định hạt nano bạc tạo có dạng hình cầu, kích thước hạt nhỏ khoảng từ -7nm tương đối đồng phân tán dung dịch với nồng độ cao phù hợp với dự đoán từ kết UV-Vis 3.1.5 Khảo sát phổ nhiễu xạ tia X Mực nano Ag sau tổng hợp quay ly tâm để tạo mẫu bột, sau đem sấy 80 oC, cuối đem phân tích nhiễu xạ tia X để xác định cấu trúc hạt nano Ag Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương 44 Cường độ (a.u) Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 Hình 3.6 Phổ nhiễu xạ tia X hạt nano Ag tổng hợp Hình 3.6 cho thấy phổ nhiễu xạ tia X hạt nano Ag chụp từ 20 – 80 o Từ phổ nhiễu xạ tia X ta thấy đỉnh nhiễu xạ 2θ có giá trị 38.2 o, 44.4 o, 64.5o 77.5 o tương ứng với họ mặt mạng (111), (200), (220), (311) cấu trúc lập phương tâm mặt 3.1.6 Khảo sát độ nhớt dung dịch nano Ag Mực nano Ag sau tối ưu hóa thơng số như: tỷ lệ số mol PVP/Ag 1.5:1, thể tích EG 15ml, thời gian phản ứng 20 phút, nhiệt độ phản ứng 90 oC đo độ nhớt máy đo độ nhớt Brookfield LVDV – E Giá trị độ nhớt đo khoảng 20 cps, theo [5] giá trị độ nhớt phù hợp Độ nhớt (mPa s) cho công nghệ in phun Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương 45 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 Hình 3.7 cho thấy độ nhớt tăng hàm lượng Ag dung dịch tăng, điều giải thích tăng tương tác hạt nano Ag dung dịch Giá trị độ nhớt 1% khối lượng Ag dung dịch 1.6 mPa s tăng lên 2.1 mPa s hàm lượng Ag 5% Kết luận mực in nano Ag tổng hợp đƣợc: Vậy phần thực nghiệm này, mực nano Ag tổng hợp thành công với thông số thực nghiệm sau: o Tỷ lệ mol PVP/Ag 1.5:1; o Thời gian phản ứng 20 phút ; o Nhiệt độ phản ứng 90 oC; o Độ nhớt 1.6 – 2.1 mPa s; o Các hạt nano Ag có cấu trúc lập phương tâm mặt 3.1.7 Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến điện trở mực in Để khảo sát độ dẫn điện mực in, tiến hành in lên đế polyimide hình 3.8 (a) Sau tiến hành bốc bay dung mơi, giọt mực in có đường kính khoảng 80 μm độ dày khoảng 2.4 μm Quá trình xử lý nhiệt nhằm giúp loại bỏ dung môi mực in nung kết hạt kim loại Hình 3.8 (c) cho thấy ảnh TEM hạt nano Ag nung nhiệt độ từ 150 oC – 250 oC Hình 3.8 (b) cho thấy thay đổi điện trở lớp mực in phun theo nhiệt độ nung Tại nhiệt độ khoảng 200oC, điện trở lớp mực khoảng 17.6μΩ Tuy nhiên, điện trở lớp mực giảm xuống 10.5 μΩ Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương 46 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 tăng nhiệt độ lên đến khoảng 250oC, điều cho thấy độ dẫn điện hạt bị ảnh hưởng biên hạt, nhiệt độ tăng hạt kết nối với gần hoàn toàn, điện trở giảm [13] (a) (c) CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 4.1 Kết luận Trong đề tài nghiên cứu này, mực nano Ag tổng hợp thành công kèm theo khảo sát thông số: ảnh hưởng nhiệt độ nung đến điện trở đường in, ảnh hưởng hàm lượng Ag đến độ nhớt mực in Chúng tơi tìm thơng số tối ưu để tổng hợp nano Ag cho dung dịch có độ ổn định cao, kích thước điều khiển sau: Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương 47 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013  Tỷ lệ số mol PVP/Ag 1.5:1,  Thể tích EG 15ml, thời gian phản ứng 20 phút,  Nhiệt độ phản ứng 90 oC  Phổ hấp thụ UV – vis dung dịch nano Ag tổng hợp thông số tối ưu cho peak plasmon bề mặt hẹp, độ hấp thụ lớn ổn định với thời gian 02 tháng  Phân tích qua ảnh TEM cho thấy hạt nano Ag có kích thước khoảng – nm  Độ nhớt dung dịch khoảng 1.6 – 2.1 mPa s  Độ dẫn điện mực in sau in khoảng 10.5 μΩ nung 250 o C 4.2 Hƣớng phát triển Trong tương lai, sở tối ưu hóa thơng số tổng hợp mực in nano Ag, tiến hành in thử máy in phun nhằm:  Kiểm tra độ bám dính mực nano Ag loại đế khác nhau: giấy, màng nhựa  Kiểm tra độ dẫn điện đường dây dẫn sau in  Ứng dụng in mạch điện tử đơn giản TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Minh Hải (2011), “Nghiên cứu chế tạo hạt nano bạc ứng dụng sinh học”, Luận văn tốt nghiệp Đại học, Trường Đại học Công nghệ [2] Ngô Võ Kế Thành, Nguyễn Thị Phương Phong, Đặng Mậu Chiến (2009), “Nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn vải cotton ngâm dung dịch keo nano bạc”, Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 12, Số 03 – 2009 Tiếng Anh Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương 48 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 [3] Det Tekni – Naturvidenskabelige Fakultet (2006), “Projet N344 silver nanoparticles”, Institute for Physics and Nanotechnology – Aalborg University [4] P2 project by group B130 (2009), “Characterisation of CdSe Quantum Dots”, Aalborg University [5] Prof Hong-Ming Lin (2008), “Synthesis of Nano Silver Paste for Ink-jet Printing”, Thesis for Master of ScienceDepartment of Materials Engineering, Tatung University [6] Junfeng Mei OFCONDUCTIVE (2004), INKS “FORMULATION FOR INKJET AND PRINTING OF PROCESSING ELECTRICAL COMPONENTS”, University of Pittsburgh [7] Dongjo Kim and Jooho Moon (2005), “Highly Conductive Ink Jet Printed Films of Nanosilver Particles for Printable Electronics”, Advanced Materials Engineering, Yonsei University, Seoul 120-749, Korea [8] Dongjo Kim, Sunho Jeong, Jooho Moon (2001), “Ink-Jet Printing of Silver Conductive Tracks on Flexible Substrates”, Department of Materials Science and Engineering, Yonsei University,Seoul, Korea [9] A Kosmala, R Wright, Q Zhang*, and P Kirby (2011), “Synthesis of silver nano particles and fabrication of aqueous Ag inks for inkjet printing ”, Department of Materials, Cranfield University, Cranfield, Bedfordshire, MK43 0AL, UK [10] Shlomo Magdassi (2010), “The chemistry of Injet Inks”, World Scientific Publishing Co Pte.Ltd [11] INYOUNG KIM, YOUNG AH SONG, HYUN CHUL JUNG, JEA WOO JOUNG, SUNG-SOO RYU, and JONGRYOUL KIM (2008), “Effect of Microstructural Development on Mechanical and Electrical Properties of InkjetPrinted Ag Films”, Journal of ELECTRONIC MATERIALS, Vol 37, No 12 [12] David Pozo Perez (2010), “Silver nanoparticles”, In-Tech [13] Jin Min Cheon, Jin Ha Lee, Yongsul Song, Jongryoul Kim (2011), “Synthesis of Ag nanoparticles using an electrolysis method and application to Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương 49 Đề tài NCKH cấp trường, năm 2013 inkjet printing”, Physicochem Eng Aspects 389pp 175– 179 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thành Phương 50 ... HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TỐI ƯU HÓA CÁC THÔNG SỐ MỰC IN NANO Ag NHẰM ỨNG DỤNG TRONG IN PHUN M? ?số: T2013 - 196 Chủnhiệmđềtài: GV – ThS... HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mực in nano Ag thương mại vài thông số đặc trưng Hình 1.2 Một vài ứng dụng mực in phun nano Ag in mạch điện tử .10 Hình 1.3 Các bước công nghệ in phun nhằm tạo sản phẩm... chất lưu biến mực in nano Ag với hàm lượng Ag khác 45 Hình 3.8 (a) Mực in phun nano Ag đế Polyimide, (b) Sự thay đổi điện trở mực in dẫn điện nano Ag theo nhiệt độ nung, (c) Ảnh SEM mực in dẫn