Priprava, tisk in karakterizacija tankih plasti volframovega (VI) oksida za aplikacijo v optoelektronskih strukturahVidmar, Tjaša (Avtor) Opara Krašovec, Urša (Mentor) Klanjšek Gunde, Marta (Komentor) WO3sol-gel funkcionalna tiskarska barvakapljični tisktiskana elektronikaoptoelektronski sistemiV doktorski disertaciji smo preučevali možnost priprave volframovega (VI) oksida (krajše WO3), sol-gel materiala v obliki funkcionalne tiskarske barve primernega za tisk in integracijo WO3 odtisov v tiskane optoelektronske sisteme. Poudarek raziskave je bil na povezovanju kompleksne sestave funkcionalnega WO3 sol-gel materiala z njegovimi fizikalno-kemijskimi in reološkimi lastnostmi ter preučevanju njegove uporabnosti v kapljičnem tisku. Raziskava je temeljila na prilagoditvi sinteze in sestave WO3 sola, ki je omogočila izdelavo uporabne funkcionalne tiskarske barve za kapljični tisk na nekonvencionalne in površinsko kompleksne tiskovne substrate, kot sta steklo in transparenten prevoden oksid (krajše TCO). To je bil kompleksen izziv, saj je bil izhodiščni WO3 sol prirejen tehniki nanašanja s potapljanjem (ang. dip-coating) in ni bil nikoli prej uporabljen za izdelavo WO3 plasti s kapljičnim tiskom. Sprememba sintezne poti WO3 sola je zahtevala zamenjavo osnovnega visoko hlapnega topila – etanola, z vključitvijo 2-propanola in 2-propoksi etanola. Ker so bile reološke lastnosti WO3 solov primerne tudi za analogno tehnologijo fleksotiska, smo z omenjeno metodo tiska naredili prve uspešne poskuse tiska linij in homogenih ploskev na steklen substrat. Z vključitvijo dodatkov v WO3 sol smo izdelali tudi tri poskusne viskozne WO3 paste, ki so omogočale nanos debelejših plasti s tehniko sitotiska in s tehniko nanašanja s strgalom (ang. doctor blading). Pomemben prispevek k razumevanju uporabnosti sol-gel materialov za kapljični tisk predstavlja študija časovne in termične stabilnosti materiala povezana s transformacijo sola v gel, ki določa časovno uporabnost materiala v tisku in opredeljuje možnost integracije v masovno proizvodnjo. Rezultati reoloških in mikroreoloških lastnosti sola v povezavi s strukturnimi spremembami so opredelili vpliv temperature in staranja na proces gelacije, na katero pa močno vpliva način shranjevanja sola, koncentracija sola, kot tudi vrsta topila, zato je obstojnost solov variirala od nekaj dni do 10 mesecev. Uporabno informacijo o procesu kapljičnega iztisa WO3 solov so nam podale Reynolds, Weber, Ohnesorge in Z fizikalne konstante. Natisnjenim WO3 plastem smo ovrednotili adhezijo, optične lastnosti, topologijo in spektrofotometrične lastnosti. Uporabna vrednost natisnjenih in nanesenih aktivnih WO3 plasti je bila preizkušena v enostavnih fotokromnih (krajše PC) in hibridnih elektrokromnih sistemih (krajše EC) ter prototipni organski sončni celici (krajše OPV). Uspešno smo realizirali EC sistem, ki omogoča optično modulacijo svetlobe v vidnem delu spektra (Tvis) med 50 % in 6 % ter enostaven PC sistem, ki ob enourni izpostavitvi sistema sončni svetlobi (standardni testni pogoji; 1000 W/m2, AM 1,5, T = 25 °C) omogoča modulacijo Tvis med 85 % in 42 %. Pri izdelavi OPV sistema smo se srečevali s številnimi površinskimi interakcijami in interakcijami med plastmi, ki so negativno vplivale na homogenost in funkcionalnost posameznih plasti, zato je bil odziv izdelanega OPV sistema na svetlobo nezadovoljiv. Menimo, da smo z raziskavo pomembno prispevali k boljšemu razumevanju sol-gel materialov za kapljični tisk in pripomogli k uporabnosti le-teh v grafični tehnologiji. Odgovorili smo na veliko kompleksnih vprašanj s področja fizikalno-kemijskih lastnosti WO3 sol-gel materiala ter pokazali, da prilagojena sol-gel sinteza omogoča pripravo natisljivega WO3 materiala. Raziskava potrjuje, da je kapljični tisk, zaradi svoje hitre in enostavne prilagodljivosti uporabniku in nekontaktnega ter natančnega prenosa lahko uporabno orodje pri raziskavah tiska nekonvencionalnih materialov na kompleksne substrate, ki jih optoelektronski sistemi narekujejo.20172017-06-24 07:15:39Doktorsko delo/naloga92655VisID: 50707COBISS_ID: 292033792sl