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Fabrication and characterization of next-generation soft conductors via flash-material interaction = 플래쉬 광 물질 상호작용을 이용한 차세대 소프트 전극 제작 및 특성평가
서명 / 저자 Fabrication and characterization of next-generation soft conductors via flash-material interaction = 플래쉬 광 물질 상호작용을 이용한 차세대 소프트 전극 제작 및 특성평가 / Jung Hwan Park.
저자명 Park, Jung Hwan ; 박정환
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2018].
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8032408

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학술문화관(도서관)2층 패컬티라운지(학위논문)

DMS 18008

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초록정보

In chapter 2, we report a strongly adhesive (213 % higher peel strength) silver nanowire (AgNW) network with excellent performance (sheet resistance ~5 Ω·$sq^{-1}$, transmittance 90 % at λ = 550 nm) fabricated by flash-induced plasmonic welding based on theoretical studies of photothermal interactions. Self-limited plasmonic welding and improved adhesion of AgNWs were simultaneously demonstrated through finite-difference time-domain simulations. The ultraviolet spectrum of a flash lamp generated localized heat at the junctions of NWs with a self-limited photothermal reactions, enabling fully welded AgNWs. In addition, the surface plasmon po-laritons excited by near-infrared could thermally activate the AgNW/PET interface and enhance the adhesion of AgNW film. This flash-activated AgNW network was utilized as electrodes for a transparent flexible energy harvester. Despite harsh poling and bending fatigue, the device shows outstanding transmittance of ~80 % as well as high electric output performance (output voltage and current density of 38 V and 6.8 μA·$cm^{-2}$). In chapter 3, we report a high-performance Cu nanowire (NW) network (sheet resistance ~17 Ω·$sq^{-1}$, transmittance 88 %) fabricated by plasmonic-tuned flash welding (PFW) with ultrafast interlocking and photo-chemical reducing, which greatly enhance mechanical and chemical stability of Cu NWs. Xenon flash spec-trum was tuned in an optimized distribution (maximized light intensity at 600 nm wavelength) through modula-tion of electron kinetic energy in the lamp by generating drift potential for preferential photothermal interac-tions. High-intensity visible (VIS) light was emitted by the plasmonic-tuned flash, which strongly improves Cu nanowelding without oxidation. Near-infrared (NIR) spectrum of the flash induced an interlocking structure of NW/PET interface by exciting Cu NW surface plasmon polaritons (SPPs), increasing adhesion of the Cu nano-network by 208 %. In addition, ultrafast photochemical reduction of Cu NWs was accomplished in air by flash-induced electron excitations and relevant chemical reactions. The PFW effects of localized surface plasmons (LSPs) & SPPs on junction welding and adhesion strengthening of Cu-network were theoretically studied as physical behaviors by finite-difference time-domain (FDTD) simulations. Finally, a transparent resis-tive memory and a touch screen panel (TSP) were demonstrated by using the flash-induced Cu NWs, showing versatile and practical uses of PFW-treated Cu NW electrodes for transparent flexible electronics.

두번째 장에서는, 플래시 광 기반 플라즈모닉 용접을 통한 우수한 광전자 특성 (면저항 ~5 Ω·$sq^{-1}$, 550 nm 파장에서의 투과율 90 %)을 갖는 강 접착 (213 % 더 높은 박리강도) 은 나노와이어 네트워크를 보고하고 있습니다. 플래시 광의 자외선 스펙트럼은 나노와이어의 교차지점에 국부적인 열을 발생시켜 나노와이어의 용접을 가능하게 하였습니다. 또한, 근적외선으로 여기 된 표면 플라즈몬 분극은 은 나노와이어와 PET 필름 사이의 계면을 열적으로 활성화 시켜 은 나노와이어의 폴리머 필름에 대한 접착력을 향상시킬 수 있었습니다. 이렇게 개발된 플래시 광 기반 은 나노와이어 전극은 투명하면서도 유연한 에너지 하베스터의 전극으로 활용되었습니다. 이 디바이스는 ~ 80 % 의 높은 투과율과 뛰어난 전기 출력(38 V, 6.8 μA·$cm^{-2}$) 을 보여주고 있습니다. 세번째 장에서는, 플라즈모닉 용접에 최적화된 스펙트럼을 가진 플래시 광을 통해 고성능 구리 나노와이어 (면저항 ~17 Ω·$sq^{-1}$, 투과율88 %) 네트워크를 제작하였습니다. 플래시 광이 가지고 있는 가시 광선 영역의 빛에 의해 산화 없이 구리 나노와이어를 용접할 수 있었고, 이와 동시에 플래시의 근적외선 스펙트럼을 통해 구리 나노와이어의 표면 플라즈몬을 여기시켜 나노와이어의 PET 필름에 대한 접착력을 208 % 증가시켰습니다. 마지막으로 위와 같이 개발된 구리 전극을 이용하여 투명 저항 메모리와 터치 스크린 패널을 시연하였습니다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DMS 18008
형태사항 95 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 박정환
지도교수의 영문표기 : Keon Jae Lee
지도교수의 한글표기 : 이건재
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 신소재공학과,
서지주기 Including references.
주제 flash-induced plasmonic welding
interlocking
flexible electronics
beyond thermal limit
nanomaterials
플래시 광 기반 플라즈모닉 용접
맞물림 구조
유연 전자소자
열적한계 돌파
나노물질
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