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.
11Московский 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.
- O. Kassem, M. Saadaoui, M. Rieu, J.-P. Viricelle. J. Mater. Chem. C, 7, 12343 (2019). DOI: 10.1039/C9TC04170B
- R. Singh, E. Singh, H.S. Nalwa. RSC Adv., 7, 48597 (2017). DOI: 10.1039/C7RA07191D
- 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
- 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
- L. Nayak, S. Mohanty, S.K. Nayak, A. Ramadoss. J. Mater. Chem. C, 7, 8771 (2019). DOI: 10.1039/C9TC01630A
- 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
- 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
- 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
- D. Gao, J.G. Zhou. Int. J. Bioprint., 5, 172 (2018). DOI: 10.18063/ijb.v5i1.172
- 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
- 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
- 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
- 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
- S. Aghajani, A. Accardo, M. Tichem. ACS Appl. Nano Mater., 3, 5665 (2020). DOI: 10.1021/acsanm.0c00887
- W. Shen, X. Zhang, Q. Huang, Q. Xu, W. Song. Nanoscale, 6, 1622 (2014). DOI: 10.1039/C3NR05479A
- 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
- M. Layani, M. Grouchko, S. Shemesh, S. Magdassi. J. Mater. Chem., 22, 14349 (2012). DOI: 10.1039/C2JM32789A
- J. Perelaer, R. Abbel, S. Wunscher, R. Jani, T. van Lammeren, U.S. Schubert. Adv. Mater., 24, 2620 (2012). DOI: 10.1002/adma.201104417
- K. Khabarov, M. Nouraldeen, S. Tikhonov, A. Lizunova, A. Efimov, V. Ivanov. Nanomaterials, 11, 2701 (2021). DOI: 10.3390/nano11102701
- 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
- K. Khabarov, D. Kornyushin, B. Masnaviev, D. Tuzhilin, D. Saprykin, A. Efimov, V. Ivanov. Appl. Sci., 10, 246 (2019). DOI: 10.3390/app10010246
- 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
- K. Skarzynski, J. Krzeminski, M. Jakubowska, M. S oma. Sci. Rep., 11, 18141 (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-97312-5
- A. Efimov, P. Arsenov, D. Kornyushin, A. Lizunova, I. Volkov, V. Ivanov. Materials, 13, 730 (2020). DOI: 10.3390/ma13030730
- 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
- D. Giuntini, R.K. Bordia, E.A. Olevsky. J. American Ceramic Society, 102, 628 (2019). DOI: 10.1111/jace.15899
- A.V. Ragulya. Adv. Appl. Ceram., 107, 118 (2008). DOI: 10.1179/174367608X318844