[发明专利]一种ZnO纳米薄膜半导体油墨及其制备方法和应用

摘要

本发明属于印刷电子技术领域，具体为一种ZnO纳米薄膜半导体油墨及其制备方法和应用。本发明制备步骤为首先利用原子层沉积的方法在多孔聚氨酯模板表面生长ZnO纳米薄膜；达到设定的沉积次数后，将包覆有ZnO纳米薄膜的多孔聚氨酯模板进行高温热处理，得到ZnO纳米薄膜；将该薄膜配制成半导体油墨，结合丝网印刷工艺，制备各种电学器件。本发明工艺简单，重复性好，薄膜产量高，配合溶液化的印刷工艺，用于集成电子电路的大面积、低成本制造。

主权项

一种ZnO二维纳米薄膜印刷油墨的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）利用原子层沉积设备在多孔聚氨酯模板上生长ZnO纳米薄膜：将原子层沉积设备反应腔室的温度设定为130~200 ℃，待达到所需温度后将模板海绵放入腔室；先将锌源脉冲进入反应腔室，锌源温度控制为30~45 ℃，脉冲时间20~50 ms，反应时间4~6 s，半反应完成后，N2清洗腔体20~30 s；然后将氧源脉冲进入反应腔室，氧源温度控制为45~60 ℃，脉冲时间20~50 ms，反应时间4~6 s，第二个半反应完成后，N2清洗腔体20~30 s，至此一个沉积循环完成；设定的循环次数结束后，薄膜的沉积过程完成；（2）将沉积有ZnO纳米薄膜的多孔聚氨酯模板放置于到石英坩埚中，置于气氛马弗炉中，以0.5~2升/分钟的流速通入O2，500~700 ℃灼烧为3~5小时，待其自然冷却后，得到具有柔性的ZnO二维纳米薄膜；（3）将得到的ZnO纳米薄膜依次在酒精和去离子水中超声清洗，除去可能残留的有机物和无机杂质，取上清液烘干，得到纯净的ZnO纳米薄膜；（4）将制备得到的ZnO纳米薄膜作为功能材料，加入胶粘剂和溶剂配制成油墨，先将油墨进行磁力搅拌3~4小时，再转移入研钵研磨0.5~1小时，得到浓度较高、分散均匀的油墨；其中，ZnO纳米薄膜和胶粘剂的质量配比为10:1到8:1之间，初步配置的油墨浓度为80~120 mg/mL。