Hybridpolymerkomposite mit Silber-Nanodrähten:
Transparent, leitfähig und dehnbar

Transparente leitfähige Schichten sind eine Schlüsselkomponente der Mikroelektronik und Displaytechnik. Besonders Anwendungen auf flexiblen Polymersubstraten sind für etablierte Materialien wie Indium-Zinnoxid (ITO) oder aluminiumdotiertes Zinkoxid (AZO) eine Herausforderung, wenn es um biegbare Bauteile geht.
Silbernanodrähte (Ag nanowires, AgNW) ermöglichen es aufgrund ihres hohen Aspektverhältnisses, bei minimalem Materialeinsatz metallische Leitfähigkeit mit optischer Transparenz zu verbinden. Ungeschützt sind sie jedoch mechanisch instabil und praktisch nicht einsetzbar.
Aus AgNWs und Hybridpolymeren (ORMOCER®en) lassen sich Kompositharze herstellen. Daraus resultierende Schichten weisen bei einer Transparenz von über 75 % eine Flächenleitfähigkeit um 4,8 Ω square auf. Die spezifischen Leitfähigkeiten von 1,40 E-04 Ω cm liegen im Bereich dichten gesputterten ITOs.
Aufgrund ihrer mechanischen Flexibilität sind diese funktionalen Schichten nicht nur faltbar, sie können in Grenzen unter Erhalt ihrer Leitfähigkeit auch gedehnt werden. Darüber hinaus sind die zugrundeliegenden Hybridpolymerschichten mittels UV-Lithographie lateral strukturierbar.

Diese einzigartige Kombination von Materialeigenschaften eröffnet Perspektiven für neuartige Anwendungen wie beispielsweise dehnbare Displays.

Photolithographisch strukturierte AgNW-Kompositschicht (links) und Oberflächenleitfähigkeit als Funktion der Materialdehnung (rechts).

Kompositschicht Oberflächenleitfähigkeit
© Fraunhofer ISC