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Electrical Conductivity and Photodetection in 3D‐Printed Nanoporous Structures via Solution‐Processed Functional Materials

Xia, Kai ORCID iD icon 1; Dong, Zheqin 2,3; Sun, Qing ORCID iD icon 4; Debastiani, Rafaela ORCID iD icon 5,6; Liu, Sida 2,3; Jin, Qihao ORCID iD icon 1; Li, Yang 1,7; Paetzold, Ulrich W. ORCID iD icon 1,7; Gumbsch, Peter 5; Lemmer, Uli 1,7; Eggeler, Yolita M. ORCID iD icon 4; Levkin, Pavel A. ORCID iD icon 2,3; Hernandez-Sosa, Gerardo ORCID iD icon 1,7
1 Lichttechnisches Institut (LTI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Biologische und Chemische Systeme (IBCS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Organische Chemie (IOC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Laboratorium für Elektronenmikroskopie (LEM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
5 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
6 Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMF), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
7 Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract (englisch):

3D-printed conductive structures are highly attractive due to their great potential for customizable electronic devices. While the traditional 3D printing of metal requires high temperatures to sinter metal powders or polymer/metal composites, low or room temperature processes will be advantageous to enable multi-material deposition and integration of optoelectronic applications. Herein, digital light processing technology and inkjet printing are combined as an effective strategy to fabricate customized 3D conductive structures. In this approach, a 3D-printed nanoporous (NPo) polymeric material is used as a substrate onto which a nanoparticle-based Ag ink is printed. SEM and X-ray nano computed tomography (nanoCT) measurements show that the porous morphology of the pristine NPo is retained after deposition and annealing of the Ag ink. By optimizing the deposition conditions, conductive structures with sheet resistance <2 Ω sq−1 are achieved when annealing at temperatures as low as 100 °C. Finally, the integration of an inkjet-printed photodetector is investigated based on an organic semiconductor active layer onto the NPo substrate. ... mehr


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000158898
Veröffentlicht am 23.05.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1002/admt.202300408
Scopus
Zitationen: 3
Web of Science
Zitationen: 3
Dimensions
Zitationen: 4
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Biologische und Chemische Systeme (IBCS)
Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT)
Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für Organische Chemie (IOC)
Karlsruhe Nano Micro Facility (KNMF)
Laboratorium für Elektronenmikroskopie (LEM)
Lichttechnisches Institut (LTI)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsdatum 20.05.2023
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2365-709X
KITopen-ID: 1000158898
HGF-Programm 38.01.02 (POF IV, LK 01) Materials and Interfaces
Weitere HGF-Programme 43.31.01 (POF IV, LK 01) Multifunctionality Molecular Design &amp; Material Architecture
38.01.05 (POF IV, LK 01) Simulations, Theory, Optics and Analytics (STOA)
Erschienen in Advanced Materials Technologies
Verlag John Wiley and Sons
Band 8
Heft 23
Seiten Art.Nr.: 2300408
Vorab online veröffentlicht am 19.05.2023
Schlagwörter 3D printed nanoporous structures, 3D conductive nanoporous structures, digital light processing printing, inkjet printing, organic photoconductors, light detection, nano computed tomography
Nachgewiesen in Dimensions
Web of Science
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