助成研究成果報告書Vol.35
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平に戻すと[%]7721981190屈曲中[%]常に導通[%]非可逆的に断裂[%]可逆的に導通[%]表1直線塗布■■倍濃度銀ナノワイヤーの■■抵抗■塗布回数依存性とアニーリング・紫外光照射の効果■■■■ff空白は高抵抗のため測定不能■■復塗布回数を増やすことによって劇的に導電性が向上するが■往復以降では導電性向上が飽和してきているので,5往復塗布で十分と判断できる.試料ごとに塗布の不均一性が見られるが,30分間アニーリングにより導電性の不均一性はかなり解消される.さらに,10分間紫外光照射すると試料間の導電性ばらつきが解消される.これは,銀ナノワイヤー交差部では銀ナノワイヤーが近接し,隙間があってもそこに発生する紫外エバネッセント場の電界増強により熱的に銀ナノワイヤーどうしが「光溶接」される効果が発揮されたと考えられる.こうして本研究の主目的である「光溶接」の実現が確認できた.当初は,レーザを用いて紫外エバネッセント場を発生させる予定だったが,ビーム径1mmのレーザ光を直径数cmに広げる光学系が完成できなかった.これはコロナ蔓延の影響で,大学内共同利用施設である3D先端加工センターの工作機械利用が長期間事実上許可されなくなったためである.そこで代替措置として,光学顕微鏡の70W Xeランプ(紫外光成分が多い)を取り外し,銀ナノワイヤーへの紫外光照射に使用し,実験を行った次第である.上記に記したように,このXeランプでも銀ナノワイヤーの「光溶接」が実現できたので,研究目的は達成されたと考えている.次に,銀ナノワイヤー配線を塗布したプラスチック・シートを90°に曲げた状態,および平らに戻した状態での電導性を比較し,銀ナノワイヤー配線の屈曲耐性を検証した結果を表2に示す.表の下半分,印刷塗布用に開発されたPET(ポリエステル)シートに塗布した場合を見てみよう.領域1では,最初の電動性100%(相対値)が屈曲後平らに戻しても79%に低下したと言う事は差し引き21%のナノワイヤーが折れてしまい,79%だけが最終的に交差部で電気的接触を維持していると解釈できよう.この意味では79%と途中の70%の差,9%は曲げている最中は交差が外れて70%に低下するが折れているわけではなく,平らに戻すと交差が回復する可逆的な接触になっていると解釈できるだろう.このようにして,屈曲によって非可逆的に折れてしまう銀ナノワイヤー,常に導通している交差部,一時的にはずれるが電導性が回復する可逆的な導通の3種類に分類できる.測定した他の2領域では,屈曲により交差が外れる割合が高く,はらつきが観測された.表2の上半分,ポリイミドシートの場合は,屈曲中も元に戻した後も常に導通を維持している交差部が82%, 97%, 98%とポリエステルシートの場合よりも優位に多い.表2銀ナノワイヤー配線を90°屈曲時の電導性変化■ポリイミドシート上■電導性(相対値)領域1領域2領域3ポリエステルシート上領域1領域2領域3屈曲前[%]この結果は以下のように解釈できるだろう.つまり,印刷塗布用に開発されたポリエステルシートは,銀ナノワイアニーリング前塗布回数■■■1往復 ■■■■■ ■ ■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■ ■  ■■■■■■■ ■■■■ ■■ ■■■2往復3往復4往復5往復アニーリング後■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■  ■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■抵抗値(Ω)光照射(10分)■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■ ■■  ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■  ■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■ ■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■光照射(10+10分)■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■ ■■■  ■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■ ■■■■■■■ ■■■  ■■■■■■■■■■■■■■     − 284 −100100100100100100828297979999989870797036723629293723-521283663

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