Модель проводимости печатных графеновых пластин
https://doi.org/10.55648/1998-6920-2022-16-4-96-103
Аннотация
Разработана модель, объясняющая зависимость сопротивления проводящих графеновых пластин, полученных методом многослойной струйной печати, от поверхностного сопротивления слоя и числа слоёв. Печатная проводящая пластина графена является слоистой, что обусловлено методом изготовления пластины. Проведено сравнение результатов моделирования с экспериментальными результатами, полученными авторами. Пластины печатались двумя типами чернил: графеновыми чернилами (1) и графеновыми чернилами с полимерными добавками (2). Достоверность аппроксимации экспериментальных данных по поверхностной проводимости пластин, напечатанных первым и вторым типом не хуже 99.5 % и 98.5 %. соответственно. Модель позволила оценить эффективную толщину печатных слоев графена, образующих проводящую графеновую пластину. Рассмотрен механизм проводимости слоев.
Об авторах
А. Г. Черевко
СибГУТИ
Россия
Россия
Черевко Александр Григорьевич, к.ф.-м.н., доцент, заведующий кафедрой физики, заведующий лабораторией физических основ телекоммуникаций
630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86
И. В. Антонова
СибГУТИ; Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН
Россия
Россия
Антонова Ирина Вениаминовна, д.ф-м.н., профессор, кафедра физики
6301 02, Новосибирск, ул. Кирова, 86);
630090, Новосибирск, просп. Лаврентьева, 13
тел. (383) 333-0699
А. Г. Марьясов
СибГУТИ
Россия
Россия
Марьясов Александр Георгиевич, к.ф.-м.н., c.н.c.
А. А. Черевко
Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН
Россия
Россия
Черевко Александр Александрович, к.ф.-м.н., снс
630090, Новосибирск, просп. Лаврентьева, 15
Список литературы
1. Cherevko A. G., Kriging A. S., Ivanov A. I., Soots R. A., Antonova I. V. Benefits of Printed Graphene with Variable Resistance for Flexible and Ecological 5G Band Antennas // Materials. 2022. V. 15, 7267. https://doi.org/10.3390/ma15207267.
2. Cherevko A. G., Morgachev, Y. V. Ecological graphene antennas modeling for multi-channel systems for transferring atmospheric data and oceanological information in the range of cellular communications // Proc. XXV International Symposium Atmospheric and Ocean Optics, Atmospheric Physics, Novosibirsk, Russia, 1–5 July 2019. V. 1. P. 1208–1212.
3. Sa’don S. N. H., Jamaluddin M. H., Kamarudin M. R., Ahmad F., Yamada Y., Kamardin K., Idris I. H. Analysis of Graphene Antenna Properties for 5G Applications // Sensors. 2019. V. 19. 4835.
4. Xu Z, Xiao Z., Jiang S., Song R., He D. A Dual-Band Conformal Antenna Based on Highly Conductive Graphene-Assembled Films for 5G WLAN Applications // Materials. 2021, V. 14. 5087.
5. Antonova I. V., Shavelkina M. B., Ivanov A. I., Poteryaev D. A., Nebogatikova N. A., Buzmakova A. A, Soots R. A., Katarzhis V. A. Graphene: Hexagonal Boron Nitride Composite Films with Low-Resistance for Flexible Electronics // Nanomaterials. 2022. V. 12. 1703.
6. Патент РФ №2665397, МПК G01S 17/00 Способ получения водной суспензии графена для проводящих чернил / Е. А. Якимчук, И. В. Антонова, Р. А. Соотс. Заявка № 2017145195, заявлено 06.07.2017, опубликовано 29.08.2018.
7. Soots R. A., Yakimchuk E. A., Nebogatikova N. A., Kotin I. A., Antonova I. V. Graphene Suspensions for 2D Printing // Tech. Phys. Lett. 2016. V. 42. P. 438–441.
8. Cherevko A., Morgachev Y. Analysis of the Radiation Pattern Stability of Flexible, Eco-Friendly Microstrip and Folded Dipole Antennas in Graphene Design // Proc. International Russian Automation Conference (RusAutoCon). 2021. P. 945–949.
9. Cherevko A., Morgachev Y. Comparative Analysis of Graphene Deposition Technologies for Antennas of Millimeter and Submillimeter Parts of the Spectrum (5-6G) // Proc. International Russian Automation Conference (RusAutoCon). 2021. P. 970–974.
10. Yakimchuk E. A., Soots R. A., Kotin I. A., Antonova I. V. 2D printed graphene conductive layers with high carrier mobility // Current Appl. Phys. 2017. № 17. P. 1655–1661.
11. Lee K., Yoon Y., Cho Y., Lee S.M., Shin Y., Lee H., Lee H. Tunable Sub-nanopores of Graphene Flake Interlayers with Conductive Molecular Linkers for Supercapacitors // ACS Nano. 2016. № 10. P. 6799−6807.
12. Zezelj M., Stankovic I. From percolating to dense random stick networks: Conductivity model investigation // Physical Review B. 2012. V. 86. 134202.
13. Tarasevich Y. Y., Vodolazskaya I. V., Eserkepov A. V. Electrical conductivity of random metallic nanowire networks: an analytical consideration along with computer simulation // Phys. Chem. Chem. Phys. 2022. V. 24. P. 11812–11819.
14. Gouveia M., Dias C. S., Tavares J. M. Percolation in binary mixtures of linkers and particles: Chaining vs branching // J. Chem. Phys. 2022. V. 157. 164903.
15. Nezakati T., Tan A., Seifalian A. M. Enhancing the electrical conductivity of a hybrid POSS–PCL/graphene nanocomposite polymer // Journal of Colloid and Interface Science. 2014. V. 435. P. 145–155.
16. Liu L., Shen Z., Zhang X., Ma H. Highly conductive graphene/carbon black screen printing inks for flexible electronics // Journal of Colloid and Interface Science. 2021. V. 582. P. 12–21.
17. Lim S., H. Park H., Yamamoto G., Lee C., Suk J. W. Measurements of the Electrical Conductivity of Monolayer Graphene Flakes Using Conductive Atomic Force Microscopy // Nanomaterials. 2021. V. 11. 2575.
18. Afroj S., Tan S., Abdelkader A. M., Novoselov K. S., Karim N. Highly Conductive, Scalable, and Machine Washable Graphene-Based E-Textiles for Multifunctional Wearable Electronic Applications // Adv. Funct. Mater. 2020. V. 30. 2000293.
Рецензия
Для цитирования:
Черевко А.Г., Антонова И.В., Марьясов А.Г., Черевко А.А. Модель проводимости печатных графеновых пластин. Вестник СибГУТИ. 2022;16(4):96-103. https://doi.org/10.55648/1998-6920-2022-16-4-96-103
For citation:
Cherevko A.G., Antonova I.V., Maryasov A.G., Cherevko A.A. Conductivity model of graphene printed plates. The Herald of the Siberian State University of Telecommunications and Information Science. 2022;16(4):96-103. (In Russ.) https://doi.org/10.55648/1998-6920-2022-16-4-96-103
Просмотров:
637
Послать статью по эл. почте 