Электрофокусирующее сопло для осаждения заряженных аэрозолей
Наночастицы Аддитивные нанотехнологии Безмасочная литография Электростатическая фокусировка Аэрозольная печать Печатная электроника
Электрофокусирующее сопло для печати заряженными наночастицами может быть использовано для уменьшения ширины печатной линии, образующейся при использовании аддитивных технологий изготовления микро- и наноструктур. Такое уменьшение ширины необходимо для создания массивов сеток электродов для LED-панелей, оптоэлектронных устройств, прозрачных нагревателей, 3D-межсоединений и оптических метаматериалов.
Способ основан на подавлении броуновского движения наночастиц за счет эффекта электростатической фокусировки потока заряженных частиц в отклоняющем поле. При подаче на входную группу, содержащую концентрирующую камеру с перфорацией, потенциала того же знака, что и заряд используемых наночастиц, последние, влетая в камеру, отклоняются образовавшимся полем и фокусируются в центре камеры вдоль ее оси, в то время как лишний несущий газ и незаряженные частицы отводятся в специализированные отверстия. Предложенный метод позволяет добиться повышения концентрации наночастиц в потоке и дополнительно извлечь из него незаряженные частицы, не поддающиеся электростатической фокусировке. После прохождения концентрирующей камеры, наночастицы попадают через диэлектрическую кольцевую прокладку в собирающую часть сопла, находящуюся также под отталкивающим потенциалом. Данный потенциал создает воронкообразное поле внутри конуса сопла, позволяющее сфокусировать поток частиц и направить его по центру оси сопла, подавляя броуновское смещение наночастиц. Далее, для изоляции сопла и обеспечения отсутствия искрового разряда между соплом и подложкой за счет разности потенциалов между ними, на концевую часть сопла помещен диэлектрический наконечник, также имеющий защитный экран для ограничения попадания на подложку незаряженных частиц, вылетевших в перфорацию в концентрирующей камере. Данный наконечник в процессе работы установки также заряжается до соответствующего потенциала, приложенного к соплу, что позволяет дополнительно сфокусировать частицы на выходе из сопла.
Способ реализован с помощью изготовления соответствующего сопла, с применением для этой цели результатов расчетов численного физического моделирования процессов, протекающих в фокусирующем сопле, с учетом размеров наночастиц, управляющих потенциалов, геометрии сопла.
Заявленное изобретение относится к устройствам, применимым в технологии сухой аэрозольной печати твердыми наночастицами, и может быть использовано при создании функциональных устройств электроники и фотоники без применения дорогостоящих литографических процессов.
29.29.39
Взаимодействие атомов и молекул с внешними полями и излучением
Антон
Патарашвили
Николаевич
"Отсутствует"
"Отсутствует"
"0009-0001-2673-6580"
РОССИЯ
Матвей
Иванов
Сергеевич
"Отсутствует"
"Отсутствует"
РОССИЯ
Алексей
Ефимов
Анатольевич
"Кандидат технических наук"
"Отсутствует"
"E-5771-2014"
"55820446000"
"0000-0003-3276-0277"
РОССИЯ
Дмитрий
Лабутов
Александрович
"Отсутствует"
"Отсутствует"
""
"57422636400"
"0009-0007-7843-2144"
РОССИЯ
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
1187746579690
Петр
Мордовской
Григорьевич
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные казенные учреждения
МФТИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"
1027739386135
ДМИТРИЙ
ЛИВАНОВ
ВИКТОРОВИЧ
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные автономные учреждения