تولید شبکه‌هایی بسیار ریز با استفاده از فتولیتوگرافی

اکسید ایندیوم ماده شفافی و رسانایی است که ادوات الکترونیکی استفاده می‌شود. به‌دلیل گران بودن این ماده محققان شبکه‌های بسیار کوچکی را ارائه کرده‌اند که می‌تواند جایگزینی این ماده شود.

اکسید ایندیوم ماده شفافی و رسانایی است که
ادوات الکترونیکی استفاده می‌شود. به‌دلیل گران بودن این ماده محققان شبکه‌های
بسیار کوچکی را ارائه کرده‌اند که می‌تواند جایگزینی این ماده شود. از
آنجایی که تولید چنین شبکه‌هایی دشوار است پژوهشگران روشی مبتنی بر
فتولیتوگرافی ارائه داده‌اند که با آن می‌توان شبکه‌هایی با اشکال دلخواه
ایجاد کرد.

موادی که رسانای الکتریسیته بوده اما در عین شفاف نیز هستند، برای استفاده
در نمایشگرهای الکترونیکی، دوربین‌ها و پیل‌‌های خورشیدی اهمیت زیادی دارند.
ماده استاندارد برای این منظور، اکسید ایندیوم (ITO) است اما هزینه بالای
آن و همچنین محدودیت منابع این ماده عاملی است که دانشمندان را ترغیب کرده
تا به‌دنبال جایگزینی برای آن باشند.

یکی از راهبردهای ارائه شده این است که شبکه‌ای از سیم‌های فلزی بسیار نازک
بسازیم تا نور بتواند به‌راحتی از آن عبور کند. ایوان واکارلسکی و همکارانش
از موسسه آ استار (A*STAR) روی فرآیند تولید چنین شبکه‌هایی کار می‌کنند تا
بتوانند شبکه‌هایی انعطاف‌پذیر با قابلیت تولید انبوه تولید کنند.

راز تولید چنین میکروساختارهای پیچیده‌ای در این حقیقت نهفته است که بتوان
نانوذرات را به‌نحوی از یک سوسپانسیون آبی به شکل شبکه‌ای خودآرایی داد.
لازمه این کار وجود یک الگو با شکل از پیش تعیین شده است، شبیه شکل گیری
مدور ذرات قهوه زیر فنجان زمانی که مایع آن تبخیر شده باشد.
 

چند سال قبل این گروه تحقیقاتی نشان دادند
که می‌توان از میکروذرات لاتکس به‌عنوان الگو برای شکل‌دهی به نانوذرات طلا
استفاده کرد. مکانیسم کار به این شکل بودکه با تبخیر محلول حاوی نانوذرات
طلا، زنجیره‌ای از این نانوذرات در اطراف ذرات لاتکس تشکیل می‌شود. در واقع
نانوذرات طلا خودآرایی داده و یک شبکه میکروسیمی در اطراف ذرات لاتکس ایجاد
می‌کنند. این راهبرد، یک روش بسیار ساده بوده اما کنترل آن بسیار دشوار
است.

برای حل این مشکل محققان از روش فتولیتوگرافی استفاده کردند که در آن با
استفاده از نور فرابنفش روی فیلم‌های مقاوم در برابر نور الگوهایی ایجاد
کردند. بخش نور دیده و سفت شده فیلم، می‌تواند به‌عنوان الگویی بسیار دقیق
در خودآرایی نانوذرات طلا استفاده شود. برای ایجاد شبکه، الگوهایی مختلفی
طراحی و آزمایش شد که در نهایت ساختار قوسی نتایج بهتری داشت.

این گروه تحقیقاتی با استفاده از الگوهای قوسی شکل موفق شدند شبکه‌ای از
نانوذرات طلا ایجاد کنند که در شکل فوق دیده می‌شود. این شبکه علاوه‌براین
که هدایت الکتریکی بالایی دارد از شفافیت مناسبی نسبت به ITO برخوردار است.
مزیت این ساختار قوسی آن است که برخلاف میکروذرات لاتکس، توپولوژی شبکه
محدود به شکل شش ضلعی نیست و می‌توان اشکال مثلثی یا مستطیلی ایجاد کرد.