[發(fā)明專利]一種去除金屬納米線表面有機物及氧化層的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410723389.2
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN105710082B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王冉冉;孫靜;高濂
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙)31261
• 代理人: 曹芳玲,鄭優(yōu)麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬納米線及其導(dǎo)電集合體的后處理方法，適用于金屬納米線、導(dǎo)電薄膜、印刷電路以及由金屬納米線、其導(dǎo)電薄膜或其印刷電路構(gòu)成的各種電子器件及裝置。

背景技術(shù)

近年來，金屬納米線由于其優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能而受到全世界科學(xué)家的廣泛關(guān)注。比之于納米顆粒，納米線具有大的長徑比，形成連通網(wǎng)絡(luò)時閾值更低，即構(gòu)筑導(dǎo)電/導(dǎo)熱通路所需納米結(jié)構(gòu)單元更少。因此，金屬納米線用于制備透明電極、導(dǎo)電/導(dǎo)熱界面材料時，同樣的使用量將使宏觀體材料具有更好的性能(參照非專利文獻(xiàn)1)。然而，化學(xué)法合成的金屬納米線，由于其表面覆蓋了高分子保護(hù)劑或分散劑，納米線之間形成了極大的接觸電阻或接觸熱阻，無法形成良好的導(dǎo)通網(wǎng)絡(luò)。因此，必須經(jīng)過一定的后處理，除去這些高分子，才能保證納米線之間的良好電子傳輸，形成高效的電子或聲子傳輸網(wǎng)絡(luò)(參照非專利文獻(xiàn)2)。對納米線進(jìn)行退火處理，可有效去除其表面有機物，然而該過程需在200-400度的高溫下進(jìn)行，能耗高，且無法適用于柔性襯底(參照非專利文獻(xiàn)3、4)。Wiley等發(fā)現(xiàn)在5％氫氣-95％氬氣混合氣氛下，對銅納米線薄膜進(jìn)行等離子體處理，也可除去薄膜中的大部分有機物(參照非專利文獻(xiàn)5)。然而該方法清除不徹底，且處理過程需在真空腔體內(nèi)進(jìn)行，能耗高，較難實現(xiàn)連續(xù)化處理。金屬納米線易氧化，貯存一段時間后其表面會形成一層氧化層，這層氧化層會阻礙電子傳輸，引入大的接觸電阻/熱阻(參考非專利文獻(xiàn)6)。因此，去除該氧化層是獲得高電導(dǎo)率/熱導(dǎo)率的金屬納米線薄膜的另一個關(guān)鍵問題。在氫氣、氫氣/氬氣混合氣等還原性氣氛中對金屬納米線進(jìn)行退火處理，可將其表層氧化層有效還原(參考非專利文獻(xiàn)7)。然而該方法需在200度以上的熱場里使用氫氣，具有一定的危險，也不適用于柔性襯底的金屬納米線薄膜。使用水合肼等強還原劑對金屬納米線進(jìn)行處理也可有效除去其表層氧化層，但該方法毒性較大。

非專利文獻(xiàn)1

De,S.；Coleman,J.N.,The effects of percolation of nanostructured transparent conductors.MRS Bull.2011,36,774-781.；

非專利文獻(xiàn)2

Zhao,Y.；Wang,J.；Zhang,Y.；Li,Y.；Yan,Z.,The investigation of a hydro-thermal method to fabricate Cu@C coaxial nanowires and their special electronic transport and heat conduction properties.New J.Chem.2012,36(5),1255-1264.；

非專利文獻(xiàn)3

Guo,H.；Lin,N.；Chen,Y.；Wang,Z.；Xie,Q.；Zheng,T.；Gao,N.；Li,S.；Kang,J.；Cai,D.；Peng,D.-L.,Copper Nanowires as Fully Transparent Conductive Electrodes.Scientific Reports 2013,3，2323.；

非專利文獻(xiàn)4

Zhang,D.；Wang,R.；Wen,M.；Weng,D.；Cui,X.；Sun,J.；Li,H.；Lu,Y.,Synthesis of Ultralong Copper Nanowires for High-Performance Transparent Electrodes.J.Am.Chem.Soc.2012,134(35),14283-14286.；

非專利文獻(xiàn)5

Rathmell,A.R.；Wiley,B.J.,The Synthesis and Coating of Long,Thin Copper Nanowires to Make Flexible,Transparent Conducting Films on Plastic Substrates.Adv.Mater.2011,23(41),4798-4803.；

非專利文獻(xiàn)6