69 / 2021-10-30 14:50:44

烧结气氛对银薄膜结构和导电性能影响

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银纳米材料具有特异的物化性质和良好的导热、导电性能，其制成的银纳米墨水具有优异的低温烧结性能而被广泛应用于印刷领域。银纳米颗粒表面一般会包裹有机分散剂以防止银颗粒在墨水中聚合、沉降。但在烧结固化过程中，有机分散剂的残留会阻碍银颗粒烧结，严重影响烧结后银薄膜的导电性能。在不同比例的氮氧混合气氛下分别对银薄膜进行了烧结处理，研究了烧结气氛对其结构、氧化情况、导电性能的影响。阐明了通过烧结气氛影响有机物分解，控制薄膜微观结构，从而调控薄膜导电性能的物理机制。结果表明：与氮气气氛相比，含氧气氛能够促进有机分散剂的分解与燃烧，在含氧气氛下烧结的薄膜具有更大的晶粒尺寸和更紧密的微观结构；氧气有效抑制了薄膜内部缺陷的形成，从而显著提高了银薄膜的导电性能。在350℃，纯氧中烧结30分钟的银薄膜电阻率仅为块银的1.53倍。此外，XPS显示氧气并不会导致薄膜内部的氧化。