Альтернатива на основе меди для электроники следующего поколения

Японские ученые разработали метод превращения вещества на основе меди в материал, имитирующий свойства драгоценных и дорогих металлов, таких как золото и серебро. Новая среда, изготовленная из наночастиц меди (очень маленьких структур на основе меди), имеет многообещающие применения в производстве электронных устройств, которые в противном случае зависели бы от дорогих аналогов из золота и серебра. Она также подходит для изготовления электронных компонентов с использованием технологий печати, которые признаны экологически чистыми методами производства.

Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports, онлайн-журнале открытого доступа под управлением Nature.

Развитие Интернета вещей (IoT) быстро увеличило спрос на тонкие и носимые электронные устройства. Например, IoT зависит от связи между устройствами, для чего требуются антенны, которые до сих пор требовали дорогих металлических композитов на основе золота и серебра.

На сегодняшний день существующие методы получения наночастиц меди не были идеальными, поскольку они приводили к примесям в материале. Поскольку эти примеси могли быть удалены только при чрезвычайно высоких температурах, наночастицы меди, которые были созданы при комнатной температуре, были нечистыми и, следовательно, не могли затвердеть в пригодные для использования части. До сих пор это было одним из препятствий на пути создания более экономичной альтернативы золотым и серебряным деталям в электронных устройствах.

Совместное исследование, проведенное учеными из Университета Тохоку и Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd в Токио, сообщает об успешном синтезе наночастиц меди со способностью затвердевать при гораздо более низких температурах, оставаясь в то же время чистым. Команда изменила структуру наночастиц меди и сделала их более стабильными, чтобы они не разрушались при низких температурах.

«Медь была привлекательным альтернативным материалом при изготовлении электрических цепей. Самая важная часть использования меди - это изменение ее так, чтобы она затвердевала при низких температурах. До сих пор это было трудно, потому что медь легко взаимодействует с влагой в воздухе и ухудшается, превращаясь в нестабильные наночастицы. С помощью методов, использованных в этом исследовании, которые изменяют структуру углерода и тем самым делают его более стабильным, мы успешно преодолели эту проблему нестабильности», - сказал Киеши Кание (Kiyoshi Kanie), доктор философии, доцент в Институте междисциплинарных исследований передовых материалов Университета Тохоку.

Исследователи надеются расширить применение своих наночастиц на основе меди не только для электроники. Они считают, что этот материал будет полезен и в других секторах. «Наш метод эффективно создал материалы на основе наночастиц меди, которые можно использовать в различных типах гибких и носимых устройств по требованию, легко изготовляемые с помощью процессов печати при очень низкой стоимости», - добавляет Кани.

Нанопасты из меди с низкотемпературным спеканием для печатной электроники и крепления матрицы