[发明专利]用于形成金属层的方法

权利要求书

1.一种用于在三维(3D)基体上形成结晶金属层的方法，包括：

将晶体生长油墨施加至所述3D基体的表面，其中，所述晶体生长油墨包括金属离子前体和结构化液体；以及

将所述3D基体在真空环境中暴露于等离子体辐射以引起所述3D基体上的结晶金属层的生长，其中，所述暴露基于预定义的暴露参数组。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述暴露于等离子体导致所述晶体生长油墨经历还原过程，其中，来自所述晶体生长油墨的所述结构化液体蒸发，并且其中，来自所述金属离子前体的金属离子接收来自所述等离子体的电子，将所述金属离子转化为金属原子并在所述3D基体上形成结晶金属层。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述结晶金属层包括以下中的至少一种：晶粒层、多晶层和半晶层。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述结晶金属层包括以下中的至少一种：独立的纳米晶体的涂布、纳米晶体簇的涂布、纳米晶体的互连网络、纳米晶体簇的互连网络以及完全均匀的多晶金属层。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述晶体生长油墨还包括以下中的至少一种：扩散液体、稳定液体和添加剂。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述晶体生长油墨组合物的形式是以下任何一种：溶液、分散体、悬浮液、凝胶和胶体。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属离子前体包括：盐，所述盐由金属阳离子和抗衡离子或配体的组组成。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述金属阳离子由配体稳定，从而形成有机金属配合物，使得所得盐通过配位键连接。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述金属阳离子是以下中的至少一种的盐：Au、Ag、Pt、Pd、Cu、Ni、Co、Zn、In、Ti、V、Mn、Fe、Cr、Zr、Nb、Mo、W、Ru、Rh、Ca、Re、Os、Ir、Al、Ga、Sn和Sb。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述抗衡离子和配体为以下中的至少一种的形式：M(NO₃)_n、M(SO₄)_n、MCl_n、H_mMCI_n+m和MN，其中，M是化合价为“n”的金属原子或的金属合金，“N”是烷基-、烯丙基-或乙酰基-、羰基、羧基、环戊二烯基、苯基-、联苯基-、吡啶-、联吡啶-、芳香族、氰基-、酰胺部分，以及“m”是抗衡离子的化合价。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述结构化液体具有以下中的至少一个：10-1000厘泊(cP)之间的动态粘度和0-100帕(Pa)之间的蒸气压。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述结构化液体包括以下中的至少一种：环状醇、亚砜、甲酰胺、乙胺、二元醇、二醇、二醇醚、甘油和碳酸亚丙酯。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述结构化液体按重量计占所述晶体生长油墨的大于20％，并且所述金属离子前体按重量计占大于0.01％。

14.根据权利要求5所述的方法，其中，所述扩散液体包括以下中的至少一种：醇、甲苯、二噁烷、亚砜、甲酰胺、乙胺、二醇醚和乙腈。

15.根据权利要求5所述的方法，其中，所述扩散液体具有10至40毫牛顿每米(mN/m)之间的表面张力。

16.根据权利要求5所述的方法，其中，所述扩散液体按重量计占所述晶体生长油墨的至多达80％。