Вышедшие номера
Условия формирования серебряных электродов с высокой проводимостью методом сухой аэрозольной печати
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, 075-15-2024-560
Корнюшин Д.В. 1, Филиппов А.Д.1, Колисова Е.В.1, Ворошилова В.А. 1, Вершинина О.В.1, Лизунова А.А. 1, Борисов В.И. 1, Иванов В.В. 1
1Московский физико-технический институт, Центр испытаний функциональных материалов, Долгопрудный, Московская обл., Россия
Email: korniushin.d@mipt.ru, filippov.ad@mipt.ru, kolisova.ev@mipt.ru, voroshilova.va@mipt.ru, seraia.ov@mipt.ru, lizunova.aa@mipt.ru, borisov.vi@mipt.ru, ivanov.vv@mipt.ru
Поступила в редакцию: 29 апреля 2026 г.
В окончательной редакции: 29 апреля 2026 г.
Принята к печати: 29 апреля 2026 г.
Выставление онлайн: 14 июля 2026 г.

Исследованы условия формирования на подложках из оксидированного кремния серебряных электродов с высокой проводимостью с помощью принтера сухой аэрозольной печати, не использующего растворителей и стабилизирующих добавок, с одновременным лазерным спеканием и термическим пост-спеканием. При работе принтера в процессе импульсно-периодического газового разряда реализуется получение аэрозольного потока первичных наночастиц с размерами порядка 20 nm, которые в процессе транспортировки к зоне печати объединяются в дендрит-подобные агломераты. Печать электродов производилась сфокусированными потоками как агломератов первичных наночастиц, так и потоками квазисферических наночастиц со средним размером порядка 90 nm, получаемых трансформацией агломератов при их лазерной обработке в потоке. Спекание электродов из наночастиц, осаждаемых на подложках, производилось двумя способами: импульсным лазерным излучением с длиной волны 527 nm при плотностях энергии лазерного импульса от 44 до 352 mJ/cm2 непосредственно в процессе печати, либо в муфельной печи при температурах спекания от 150 oС до 450 oC после печати электродов. Изучены проводимость, усадка при спекании и микроструктура полученных электродов. Наибольшей проводимостью, до 3.3·107 S/m, обладают электроды, напечатанные квазисферическими наночастицами серебра при одновременном лазерном спекании, что примерно в 1.9 раза меньше проводимости объемного серебра, тогда как при термическом пост-спекании проводимость электродов достигает 3.1·107 S/m. Ключевые слова: сухая аэрозольная печать, наночастицы серебра, лазерное спекание, высокопроводящие электроды.
  1. O. Kassem, M. Saadaoui, M. Rieu, J.-P. Viricelle. J. Mater. Chem. C, 7, 12343 (2019). DOI: 10.1039/C9TC04170B
  2. R. Singh, E. Singh, H.S. Nalwa. RSC Adv., 7, 48597 (2017). DOI: 10.1039/C7RA07191D
  3. G.D. Han, K. Bae, E.H. Kang, H.J. Choi, J.H. Shim. ACS Energy Lett., 5, 1586 (2020). DOI: 10.1021/acsenergylett.0c00721
  4. H. Zhu, E.-S. Shin, A. Liu, D. Ji, Y. Xu, Y.-Y. Noh. Adv. Functional Mater., 30, 1904588 (2020). DOI: 10.1002/adfm.201904588
  5. L. Nayak, S. Mohanty, S.K. Nayak, A. Ramadoss. J. Mater. Chem. C, 7, 8771 (2019). DOI: 10.1039/C9TC01630A
  6. N.J. Wilkinson, M.A.A. Smith, R.W. Kay, R.A. Harris. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 105, 4599 (2019). DOI: 10.1007/s00170-019-03438-2
  7. J. Suikkola, T. Bjorninen, M. Mosallaei, T. Kankkunen, P. Iso-Ketola, L. Ukkonen, J. Vanhala, M. Mantysalo. Sci. Rep., 6, 25784 (2016). DOI: 10.1038/srep25784
  8. F.S. Fedorov, N.P. Simonenko, V. Trouillet, I.A. Volkov, I.A. Plugin, D.P. Rupasov, A.S. Mokrushin, I.A. Nagornov, T.L. Simonenko, I.S. Vlasov, E.P. Simonenko, V.G. Sevastyanov, N.T. Kuznetsov, A.S. Varezhnikov, M. Sommer, I. Kiselev, A.G. Nasibulin, V.V. Sysoev. ACS Appl. Mater. Interfaces, 12, 56135 (2020). DOI: 10.1021/acsami.0c14055
  9. D. Gao, J.G. Zhou. Int. J. Bioprint., 5, 172 (2018). DOI: 10.18063/ijb.v5i1.172
  10. K. Wegner, S. Vinati, P. Piseri, A. Antonini, A. Zelioli, E. Barborini, C. Ducati, P. Milani. Nanotechnology, 23, 185603 (2012). DOI: 10.1088/0957-4484/23/18/185603
  11. H. Kim, J. Kim, H. Yang, J. Suh, T. Kim, B. Han, S. Kim, D.S. Kim, P.V. Pikhitsa, M. Choi. Nature Nanotech., 1, 117 (2006). DOI: 10.1038/nnano.2006.94
  12. G.-Y. Lee, J.-I. Park, C.-S. Kim, H.-S. Yoon, J. Yang, S.-H. Ahn. ACS Appl. Mater. Interfaces, 6, 16466 (2014). DOI: 10.1021/am504304g
  13. A.A. Efimov, G.N. Potapov, A.V. Nisan, V.V. Ivanov. Results Phys., 7, 440 (2017). DOI: 10.1016/j.rinp.2016.12.052
  14. S. Aghajani, A. Accardo, M. Tichem. ACS Appl. Nano Mater., 3, 5665 (2020). DOI: 10.1021/acsanm.0c00887
  15. W. Shen, X. Zhang, Q. Huang, Q. Xu, W. Song. Nanoscale, 6, 1622 (2014). DOI: 10.1039/C3NR05479A
  16. K. Ryu, Y.-J. Moon, K. Park, J.-Y. Hwang, S.-J. Moon. J. Electron. Mater., 45, 312 (2016). DOI: 10.1007/s11664-015-4073-1
  17. M. Layani, M. Grouchko, S. Shemesh, S. Magdassi. J. Mater. Chem., 22, 14349 (2012). DOI: 10.1039/C2JM32789A
  18. J. Perelaer, R. Abbel, S. Wunscher, R. Jani, T. van Lammeren, U.S. Schubert. Adv. Mater., 24, 2620 (2012). DOI: 10.1002/adma.201104417
  19. K. Khabarov, M. Nouraldeen, S. Tikhonov, A. Lizunova, A. Efimov, V. Ivanov. Nanomaterials, 11, 2701 (2021). DOI: 10.3390/nano11102701
  20. V.V. Ivanov, V.I. Borisov, V.A. Dolgov, D.V. Kornyushin, M.S. Ivanov, V.A. Voroshilova, M.N. Urazov. Russ. J. Phys. Chem., 99, 3114 (2025). DOI: 10.1134/S0036024425702553
  21. K. Khabarov, D. Kornyushin, B. Masnaviev, D. Tuzhilin, D. Saprykin, A. Efimov, V. Ivanov. Appl. Sci., 10, 246 (2019). DOI: 10.3390/app10010246
  22. A.G. Kelly, S. Sheil, D.A. Douglas-Henry, E. Caffrey, C. Gabbett, L. Doolan, V. Nicolosi, J.N. Coleman. ACS Appl. Mater. Interfaces, 15, 39864 (2023). DOI: 10.1021/acsami.3c07459
  23. K. Skarzynski, J. Krzeminski, M. Jakubowska, M. S oma. Sci. Rep., 11, 18141 (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-97312-5
  24. A. Efimov, P. Arsenov, D. Kornyushin, A. Lizunova, I. Volkov, V. Ivanov. Materials, 13, 730 (2020). DOI: 10.3390/ma13030730
  25. M. Hlaing, B. Gebear-Eigzabher, A. Roa, A. Marcano, D. Radu, C.-Y. Lai. Opt. Mater., 58, 439 (2016). DOI: 10.1016/j.optmat.2016.06.013
  26. D. Giuntini, R.K. Bordia, E.A. Olevsky. J. American Ceramic Society, 102, 628 (2019). DOI: 10.1111/jace.15899
  27. A.V. Ragulya. Adv. Appl. Ceram., 107, 118 (2008). DOI: 10.1179/174367608X318844