Nature.com сайтына кергәнегез өчен рәхмәт.Сез чикләнгән CSS ярдәме белән браузер версиясен кулланасыз.Иң яхшы тәҗрибә өчен без яңартылган браузерны кулланырга киңәш итәбез (яки Internet Explorer'та туры килү режимын сүндерегез).Моннан тыш, дәвамлы ярдәмне тәэмин итү өчен, без сайтны стильләр һәм JavaScriptсыз күрсәтәбез.
Берьюлы өч слайд карусельен күрсәтә.Алдагы һәм Киләсе төймәләрне берьюлы өч слайд аша күчерү өчен кулланыгыз, яки ахырда слайдер төймәләрен берьюлы өч слайд аша күчерегез.
Монда без микроскаль топографик үзенчәлекләре булган металлланган өслектә галлий нигезендәге сыек металл эретмәләренең имбибизацияләнгән, үз-үзеннән һәм сайлап сугару үзлекләрен күрсәтәбез.Галлий нигезендәге сыек металл эретмәләре - зур өслек киеренкелеге белән искиткеч материаллар.Шуңа күрә аларны нечкә фильмнарда формалаштыру кыен.Галий һәм индийның эвтектик эретмәсен тулысынча сугару, микроструктуралы бакыр өслегендә HCl парлары булганда, сыек металл эретмәсеннән табигый оксидны чыгарган.Бу чистарту Вензель моделе һәм осмоз процессы нигезендә сан белән аңлатыла, сыек металлларның осмоз белән эффектив дымлануы өчен микросруктура зурлыгы күрсәтә.Моннан тыш, без күрсәтәбез, сыек металлларның үз-үзен сугарылуы, үрнәкләр ясау өчен, металл өслектә микроструктуралаштырылган төбәкләр буенча сайлап юнәлтелергә мөмкин.Бу гади процесс тышкы көч яки катлаулы эшкәртмичә зур мәйданнарда сыек металлны тигез итеп каплый һәм формалаштыра.Без сыек металл бизәкле субстратларның сузылганда һәм кат-кат сузылганнан соң да электр элемтәләрен саклап калуларын күрсәттек.
Галлий нигезендәге сыек металл эретмәләре (GaLM) түбән эрү ноктасы, югары электр үткәрүчәнлеге, түбән ябышлыгы һәм агымы, аз токсиклылыгы һәм югары деформациясе кебек җәлеп итүчәнлеге аркасында зур игътибар җәлеп иттеләр.Чиста галийның эрү ноктасы якынча 30 ° C, һәм эвтектик композицияләрдә In һәм Sn кебек металл белән кушылгач, эрү ноктасы бүлмә температурасыннан түбән.Ике мөһим GaLM - галлий индий эвтектик эретмәсе (EGaIn, 75% Ga һәм 25% авырлыкта, эретү ноктасы: 15,5 ° C) һәм галий индий калай эвтектик эретмәсе (GaInSn яки галинстан, 68,5% Га, 21,5%, һәм 10) % калай, эретү ноктасы: ~ 11 ° C) 1.2.Сыеклык фазасында электр үткәрүчәнлеге аркасында, GaLMлар төрле кушымталар өчен киеренке яки деформацияләнгән электрон юл буларак актив тикшерелә, шул исәптән 10, 11, 12 электрон3,4,5,6,7,8,9 кысылган яки кәкре сенсорлар. , 13, 14 һәм 15, 16, 17. алып бара. Мондый җайланмаларны GaLM-ны чүпләү, бастыру һәм паттерлау ярдәмендә ясау GaLM һәм аның төп субстратының интерфейсаль үзлекләрен контрольдә тотуны таләп итә.GaLMларның өслек өслеге киеренкелеге бар (EGaIn18,19 өчен 624 mNm-1 һәм Galinstan20,21 өчен 534 mNm-1), аларны эшкәртү яки эшкәртү кыенлаштырырга мөмкин.Әйләнә-тирә шартларда GaLM өслегендә туган галий оксидының каты кабыгын формалаштыру, GaLM-ны сферик булмаган формада тотрыклы итә торган кабык бирә.Бу мөлкәт GaLM-ны бастырырга, микроканнельләргә урнаштырырга һәм оксидлар белән ирешелгән интерфейсара тотрыклылык белән үрнәк алырга мөмкинлек бирә 19,22,23,24,25,26,27.Каты оксид кабыгы GaLMга иң шома өслекләргә ябышырга мөмкинлек бирә, ләкин түбән ябышлыклы металлларның иркен агып китүенә комачаулый.GaLMның күпчелек өслектә таралуы оксид кабыгын сындыру өчен көч таләп итә28,29.
Оксид кабыкларын, мәсәлән, көчле кислоталар яки нигезләр белән чыгарырга мөмкин.Оксидлар булмаганда, GaLM формалары барлык өслекләрдә диярлек зур киеренкелек аркасында тамчылар, ләкин искәрмәләр бар: GaLM металл субстратларны дымлый.Га башка металллар белән металл бәйләнешләр формалаштыра, "реактив сугару" дип аталган процесс аша 30,31,32.Бу реактив чистарту еш металл-металл контактны җиңеләйтү өчен өслек оксидлары булмаганда тикшерелә.Ләкин, хәтта GaLMдагы туган оксидлар белән дә, металл-металл контактлар оксидлар шома металл өслекләр белән контактларда өзелгәндә барлыкка киләләр дип хәбәр ителә29.Реактив чистарту түбән контакт почмакларына һәм күпчелек металл субстратларның яхшы дымлануына китерә33,34,35.
Бүгенге көнгә кадәр GaLM үрнәген формалаштыру өчен металл белән реактив дымлануның уңай үзлекләрен куллану буенча күп тикшеренүләр үткәрелде.Мисал өчен, GaLM каты металл трассаларга сөртелде, әйләндерде, сиптерде яки күләгә маскировкасы белән кулланылды34, 35, 36, 37, 38. GaLM-ны каты металлларга сайлап алу GaLMга тотрыклы һәм яхшы билгеләнгән формалар булдырырга мөмкинлек бирә.Ләкин, GaLM-ның югары өслек киеренкелеге хәтта металл субстратларда да бертөрле нечкә пленкалар формалашуга комачаулый.Бу проблеманы чишү өчен, Лакур һ.б.Алтын капланган микроструктуралы субстратларга саф галийны парга әйләндереп, зур мәйданнарда шома, яссы GaLM нечкә фильмнар җитештерү ысулы турында хәбәр иттеләр37,39.Бу ысул вакуум чүпләнүен таләп итә, бу бик әкрен.Моннан тыш, GaLM гадәттә андый җайланмалар өчен рөхсәт ителми40.Парлану шулай ук ​​материалны субстратка урнаштыра, шуңа күрә үрнәк ясау өчен үрнәк кирәк.Без табигый оксидлар булмаганда GaLM үз-үзеннән һәм сайлап сугарылган топографик металл үзенчәлекләрен эшләп, шома GaLM фильмнары һәм үрнәкләрен булдыру ысулын эзлибез.Монда без фотолитографик структуралы металл субстратларда уникаль сугару тәртибен кулланып, оксидсыз EGaIn (типик GaLM) үз-үзен сайлап алу турында хәбәр итәбез.Микро дәрәҗәдә фотолитографик яктан билгеләнгән өслек структураларын ясыйбыз, шулай итеп оксидсыз сыек металлларның дымлануын контрольдә тотабыз.EGaInның яхшыртылган сусыл үзлекләре микроструктуралы металл өслектә Wenzel моделе һәм импреграция процессы нигезендә санлы анализ белән аңлатыла.Ниһаять, без үз-үзеңне сеңдерү, микроструктуралы металл чүпләү өслегендә үз-үзеннән һәм сайлап сугару аша EGaIn-ның зур мәйданын чүпләү һәм патринглауны күрсәтәбез.EGaIn структураларын үз эченә алган киеренке электродлар һәм штамм үлчәүләре потенциаль кушымталар буларак тәкъдим ителә.
Абсорбция - капиллярлы транспорт, анда сыеклык текстурланган өслеккә керә, бу сыеклыкның таралуын җиңеләйтә.EGaInның HCl парына салынган металл микросруктуралы өслекләрдә сугару тәртибен тикшердек (1 нче рәсем).Бакыр төп өслек өчен металл итеп сайланган. Тигез бакыр өслекләрендә, EGaIn реактив сугару аркасында HCl парлары булганда <20 ° түбән контакт почмагын күрсәтте31 (Өстәмә рәсем 1). Тигез бакыр өслекләрендә, EGaIn реактив сугару аркасында HCl парлары булганда <20 ° түбән контакт почмагын күрсәтте31 (Өстәмә рәсем 1). На плоских медных поверхностях EGaIn показал низкий краевой угол <20 ° в присутствии паров HCl из-за чивитного смачивания31 (дополнительный рисунок 1). Тигез бакыр өслегендә, EGaIn реактив сугару аркасында HCl парлары булганда түбән <20 ° контакт почмагын күрсәтте31 (Өстәмә рәсем 1).EGaIn 在 存在 HCl 蒸气 20 20 出 20 20 ° 的 角 角 31 （图 图） 图） G G GEGaIn 在 l HCl l 平坦 的 l На плоских медных поверхностях EGaIn демонстрирует низки краевы углы <20 ° в присутствии паров HCl из-за гитиритного смачивания (дополнительный рисунок 1). Тигез бакыр өслегендә, EGaIn реактив дымлану аркасында HCl парлары булганда түбән <20 ° контакт почмакларын күрсәтә (өстәмә рәсем 1).EGaInның тыгыз контакт почмакларын күпчелек бакырда һәм полимиметилсилоксанда (PDMS) урнаштырылган бакыр пленкаларда үлчәдек.
багана (D (диаметр) = л (дистанция) = 25 µm, d (баганалар арасы) = 50 µm, H (биеклек) = 25 µm) һәм пирамидаль (киңлек = 25 µm, биеклек = 18 µm) Cu микросруктуралары / PDMS субстратлары.b яссы субстратларда контакт почмагында вакытка бәйле үзгәрешләр (микросруктурасыз) һәм бакыр белән капланган PDMS булган баганалар һәм пирамида массивлары.в, г (интервал) язу (в) ян күренеше һәм г) EGaInның өске күренеше HCl парлары булганда баганалар белән өслектә сугару.
Топографиянең дымга тәэсирен бәяләү өчен, багана һәм пирамидалы үрнәкле PDMS субстратлары әзерләнде, аларда бакыр титан ябыштыргыч катламга салынды (1а рәсем).ПДМС субстратының микроструктурланган өслегенең бакыр белән капланганлыгы күрсәтелде (өстәмә рәсем 2).Вакытка бәйле EGaIn контакт почмаклары үрнәк һәм планар бакыр чәчелгән PDMS (Cu / PDMS) Рәсемнәрдә күрсәтелгән.1б.EGaIn контакт почмагы бакыр / PDMS буенча ° 1 минут эчендә 0 ° ка төшә.EGaIn микроструктураларының яхшыртылган суы Wenzel тигезләмәсе белән кулланылырга мөмкин \ ({{{{\ rm {cos}}}}} \, {\ theta} _ {{тупас}} = r \, {{{{{{ \ rm {cos}}}}} \, {\ theta} _ {0} \), монда \ ({\ theta} _ {{тупас}} \) тупас өслекнең контакт почмагын күрсәтә, \ (r \) Faceир өслегенең тупаслыгы (= фактик мәйдан / күренгән мәйдан) һәм самолеттагы контакт почмагы \ ({\ theta} _ {0} \).EGaIn-ны көчәйтелгән сөртү нәтиҗәләре Вензель моделе белән яхшы килешә, чөнки арткы һәм пирамидалы бизәкле өслекләрнең r кыйммәтләре тиешенчә 1,78 һәм 1,73.Бу шулай ук ​​үрнәк өслектә урнашкан EGaIn тамчысы төп рельеф трюкларына үтеп керәчәк дигән сүз.Әйтергә кирәк, структур булмаган өслектә EGaIn белән чагыштырганда, бу очракта бик бертөрле яссы фильмнар барлыкка килә (өстәмә рәсем 1).
Инҗирдән.1c, d (өстәмә кино 1) моны күреп була, 30 стан соң, күренгән контакт почмагы 0 ° ка якынлашканда, EGaIn үзләштерү аркасында килеп чыккан тамчы читеннән ераклаша башлый (өстәмә кино 2 һәм өстәмә кино) 3 нче рәсем).Элек яссы өслекләрне тикшерү реактив сугаруның вакыт масштабын инерционнан ябыштыргыч дымга күчү белән бәйләде.Территориянең зурлыгы - үз-үзеңне күрсәтүнең төп факторларының берсе.Термодинамик күзлектән эчү алдыннан һәм аннан соң өслек энергиясен чагыштырып, критик контакт почмагы \ ({\ theta} _ {c} \) алынган (детальләр өчен өстәмә дискуссияне карагыз).Нәтиҗә \ ({\ theta} _ {c} \) \ ({{{({\ rm {cos)))))) \), \ \ Тета} _ {c} = (1 - {\ phi} _ {S}) / (r - {\ phi} _ {S}) \) монда \ ({\ phi} _ {s} \) постның өске өлешендәге фракциональ мәйданны күрсәтә һәм \ (r \ ) өслекнең тупаслыгын күрсәтә. Имбибизация \ ({\ theta} _ {c} \)> \ ({\ theta} _ {0} \) булганда булырга мөмкин, ягъни яссы өслектә контакт почмагы. Имбибизация \ ({\ theta} _ {c} \)> \ ({\ theta} _ {0} \) булганда булырга мөмкин, ягъни яссы өслектә контакт почмагы. Впитывание может происходить, когда \ ({\ Тета} _ {c} \)> \ ({\ Тета} _ {0} \), т.е.читный угол на плоской поверхности. Абсорбция \ ({\ theta} _ {c} \)> \ ({\ theta} _ {0} \) булганда булырга мөмкин, ягъни яссы өслектә контакт почмагы.当 \ ({\ theta} _ {c} \)> \ ({\ theta} _ {0} \) ， 即 平面 上 接触。。。。当 \ ({\ theta} _ {c} \)> \ ({\ theta} _ {0} \) ， 即 平面 上 接触。。。。 Всасывание происходит, когда \ ({\ Тета} _ {c} \)> \ ({\ Тета} _ {0} \), конный угол на плоскости. Сорау \ ({\ theta} _ {c} \)> \ ({\ theta} _ {0} \), самолеттагы контакт почмагында була.Посттан ясалган өслекләр өчен \ (r \) һәм \ ({\ phi} _ {s} \) \ (1 + \ {(2 \ pi {RH}) / {d} ^ {2} \ дип санала. } \) һәм \ (\ pi {R} ^ {2} / {d} ^ {2} \), монда \ (R \) багана радиусын, \ (H \) багана биеклеген күрсәтә, һәм \ ( г \) - ике багананың үзәкләре арасы (1а рәсем).Инҗирдә структураланган өслек өчен.1а, почмак \ ({\ theta} _ {c} \) 60 °, бу HCl парындагы Оксидсыз EGaInдагы \ ({\ theta} _ {0} \) яссылыгыннан зуррак (~ 25 °). Cu / PDMS буенча.Шуңа күрә, EGaIn тамчылары үзләштерү аркасында 1а рәсемендәге бакыр чүпләнү өслегенә җиңел керә ала.
Patternрнәкнең топографик зурлыгының EGaInның дымлануына һәм үзләштерүенә тәэсирен тикшерү өчен, без бакыр белән капланган баганаларның зурлыгын үзгәрттек.Инҗирдә.2 контакт почмакларын һәм EGaInның бу субстратларда үзләштерүен күрсәтә.Колонналар арасындагы л аралыгы D баганаларының диаметрына тигез һәм 25 дән 200 мм га кадәр.25 мм биеклек барлык баганалар өчен даими.\ ({\ theta} _ {c} \) багана күләме арту белән кими (таблица 1), димәк, зуррак баганалар булган субстратларда үзләштерү азрак.Тикшерелгән барлык зурлыклар өчен \ ({\ theta} _ {c} \) \ ({\ theta} _ {0} \) дан зуррак һәм сөртү көтелә.Ләкин, л һәм D 200 мм булган посттан ясалган өслекләр өчен үзләштерү бик сирәк күзәтелә (2-нче рәсем).
Cu / PDMS өслегендә EGaInның вакытка бәйле контакт почмагы HCl парларына тәэсир иткәннән соң төрле зурлыктагы баганалар белән.b - e EGaIn чистартуның өске һәм ягы.b D = l = 25 µm, r = 1,78.D = l = 50 μm, r = 1,39.dD = l = 100 µm, r = 1,20.eD = l = 200 µm, r = 1,10.Барлык язмаларның биеклеге 25 мм.Бу рәсемнәр HCl парларына тәэсир иткәннән ким дигәндә 15 минуттан соң алынган.EGaInдагы тамчылар - галий оксиды һәм HCl парлары арасындагы реакция нәтиҗәсендә су.(B - e) барлык масштаблы барлар 2 мм.
Сыеклыкның үзләштерү ихтималын билгеләү өчен тагын бер критерий - үрнәк кулланылганнан соң сыеклыкның өслектә урнашуы.Курбин һ.б.Мәгълүм булганча, (1) постлар җитәрлек булганда, тамчылар үрнәк өслеге белән үзләштереләчәк;2) баганалар арасы бик кечкенә;һәм (3) сыеклыкның өслектәге контакт почмагы җитәрлек кечкенә42.Шул ук субстрат материалны үз эченә алган яссылыктагы сыеклыкның санлы \ ({\ theta} _ {0} \) кадаклау өчен критик контакт почмагыннан ким булырга тиеш, \ ({\ theta} _ {c, {pin))} \), постлар арасына кысылмыйча үзләштерү өчен, монда \ ({\ theta} _ {c, {pin}} = {{{{\ rm {arctan}}}}}} (H / \ big \ {(\) sqrt {2} -1) l \ big \}) \) (детальләр өчен өстәмә фикер алышуны карагыз).\ ({\ Theta} _ {c, {pin}} \) кыйммәте пин зурлыгына бәйле (таблица 1).L = l / H үлчәмсез параметрны билгеләгез, үзләштерү барлыкка килүен.Сүндерү өчен L бусага стандартыннан ким булырга тиеш, \ ({L} _ {c} \) = 1 / \ (\ big \ {\ big (\ sqrt {2} -1 \ big) {{\ tan} } {\ theta} _ {{0}} \ зур \} \).EGaIn \ (({\ theta} _ {0} = {25} ^ {\ circ}) \) өчен бакыр субстратта \ ({L} _ {c} \) 5.2.200 μm L баганасы 8 булганлыктан, бу \ ({L} _ {c} \) кыйммәтеннән зуррак булганлыктан, EGaIn үзләштерү барлыкка килми.Алга таба геометриянең эффектын сынап карау өчен, без төрле H һәм l-ның үз-үзен күрсәтүен күзәттек (өстәмә рәсем 5 һәм өстәмә таблица 1).Нәтиҗә безнең исәпләүләр белән яхшы килешә.Шулай итеп, L үзләштерүнең эффектив фаразлаучысы булып чыга;баганалар арасы баганалар биеклеге белән чагыштырганда зур булганда, сыек металл кадаклау аркасында сеңүне туктата.
Дымлылыкны субстратның өслек составына карап билгеләргә мөмкин.Si һәм Cuны баганаларга һәм самолетларга кушып, өслек составының EGaInның дымлануына һәм үзләштерүенә тәэсирен тикшердек (өстәмә рәсем 6).EGaIn контакт почмагы ~ 160 ° тан ~ 80 ° ка кадәр кими, чөнки Si / Cu бинар өслеге яссы бакыр эчтәлегендә 0-75% ка арта.75% Cu / 25% Si өслеге өчен, \ ({\ theta} _ {0} \) ~ 80 °, бу югарыдагы билгеләмә буенча 0,43 тигез булган \ ({L} _ {c} \) туры килә. .L = H = 25 μm баганалары L белән бусагадан 1гә тигез булганга (({L} _ {c} \), паттерингтан соң 75% Cu / 25% Si өслеге иммобилизация аркасында сеңми.EGaInның контакт почмагы Si кушылуы белән артканга, кадаклау һәм импреграцияне җиңәр өчен, югары H яки түбән л кирәк.Шуңа күрә, контакт почмагы (ягъни \ ({\ theta} _ {0} \)) өслекнең химик составына бәйле булганлыктан, ул микросруктурада имбибизациянең булу-булмавын да ачыклый ала.
EGaIn үрнәк бакыр / PDMS үзләштерү сыек металлны файдалы үрнәкләргә дымлый ала.Суытуга китергән багана сызыкларының минималь санын бәяләү өчен, Cu / PDMS-та EGaIn-ның дымлау үзлекләре күзәтелде, 1-дән 101-гә кадәр төрле багана сызыклары булган (3-нче рәсем).Чистарту, нигездә, паттерингтан соңгы төбәктә була.EGaIn сөртү ышанычлы күзәтелде һәм баганалар саны белән сөртү озынлыгы артты.Ике яки аннан да азрак сызыклар булганда абсорбция беркайчан да булмый.Бу капилляр басымының артуы белән булырга мөмкин.Колонналы үрнәктә үзләштерү өчен, EGaIn башының кәкрелеге аркасында килеп чыккан капилляр басымы җиңелергә тиеш (өстәмә рәсем 7).Бер рәт EGaIn башы өчен 12,5 мм радиус радиусын алсак, капилляр басымы ~ 0.98 атм (40 740 Торр).Бу югары Laplace басымы EGaIn үзләштерү аркасында сугаруны булдырмаска мөмкин.Шулай ук, баганаларның аз саны EGaIn һәм баганалар арасындагы капиллярлы хәрәкәт аркасында булган үзләштерү көчен киметергә мөмкин.
EGaIn тамчылары структуралы Cu / PDMS өстендә һавада төрле киңлек (w) үрнәкләре белән (HCl парларына тәэсир итәр алдыннан).Topгарыдан башланган рәтләр: 101 (w = 5025 µm), 51 (w = 2525 µm), 21 (w = 1025 µm), һәм 11 (w = 525 µm).b EGaInның юнәлешле дымлануы (а) HCl парына 10 минут тәэсир иткәннән соң.в, d EGaIn-ны Cu / PDMS-та багана структуралары белән сугару (в) ике рәт (w = 75 µm) һәм (г) бер рәт (w = 25 µm).Бу рәсемнәр HCl парларына тәэсир иткәннән соң 10 минуттан алынган.(A, b) һәм (c, d) масштаблы барлар тиешенчә 5 мм һәм 200 мм.(C) эчендәге уклар үзләштерү аркасында EGaIn башының кәкрелеген күрсәтәләр.
EGaIn-ның пост-үрнәк Cu / PDMS-та үзләштерүе EGaIn-ны сайлап алу белән формалаштырырга мөмкинлек бирә (4 нче рәсем).EGaIn тамчысы үрнәк мәйданга куелгач һәм HCl парларына тәэсир иткәч, EGaIn тамчысы башта җимерелә, кислота масштабны бетергәндә кечкенә контакт почмагын барлыкка китерә.Соңыннан, үзләштерү тамчы читеннән башлана.Зур мәйданлы патрингка сантиметр масштаблы EGaIn ярдәмендә ирешеп була (4а рәсем, с).Сүндерү топографик өслектә генә булганлыктан, EGaIn үрнәк мәйданны дымлый һәм яссы өслеккә җиткәч дымны туктата диярлек.Димәк, EGaIn үрнәкләренең кискен чикләре күзәтелә (4d рәсем, д).Инҗирдә.4b EGaInның структурасыз төбәккә ничек керүен күрсәтә, аеруча EGaIn тамчысы урнашкан урында.Чөнки бу тикшеренүдә кулланылган EGaIn тамчыларының иң кечкенә диаметры бизәкле хәрефләрнең киңлегеннән артты.EGaIn тамчылары үрнәк мәйданга 27-G энә һәм шприц аша кул белән инъекция ярдәмендә урнаштырылды, нәтиҗәдә минимум зурлыгы 1 мм булган тамчылар.Бу проблеманы кечерәк EGaIn тамчылары ярдәмендә чишеп була.Гомумән, 4-нче рәсем EGaIn-ның үз-үзен сугарылуы микроструктуралы өслекләргә юнәлтелергә мөмкинлеген күрсәтә.Элекке эш белән чагыштырганда, бу чистарту процессы чагыштырмача тиз һәм тулы сугаруга ирешү өчен тышкы көч кирәк түгел (өстәмә таблица 2).
университет эмблемасы, б, с хәрефе яшен болыт формасында.Сеңдерүче өлкә D = l = 25 µm баганалар массивы белән капланган.г, кабыргаларның киңәйтелгән рәсемнәре e (c).(A - c) һәм (d, e) масштаблы барлар тиешенчә 5 мм һәм 500 мм.(C - e), adsorptionдан соң өслектәге кечкенә тамчылар галли оксиды һәм HCl парлары арасындагы реакция нәтиҗәсендә суга әйләнәләр.Су формалашуның су формалашуына бернинди тәэсире күзәтелмәде.Су гади киптерү процессы аша җиңел чыгарыла.
EGaInның сыек табигате аркасында, EGaIn капланган Cu / PDMS (EGaIn / Cu / PDMS) сыгылучан һәм сузылган электродлар өчен кулланылырга мөмкин.Рәсем 5а төрле Cu / PDMS һәм EGaIn / Cu / PDMS каршылык үзгәрүләрен чагыштыра.Cu / PDMS каршылыгы киеренкелектә кискен күтәрелә, EGaIn / Cu / PDMS каршылыгы киеренкелектә түбән булып кала.Инҗирдә.5b һәм d SEM рәсемнәрен һәм чимал Cu / PDMS һәм EGaIn / Cu / PDMS чималын кулланганчы һәм аннан соң EMF мәгълүматларын күрсәтәләр.Cu / PDMS өчен, деформация эластик туры килмәү аркасында PDMS-ка урнаштырылган каты Cu фильмындагы ярыкларга китерергә мөмкин.Моннан аермалы буларак, EGaIn / Cu / PDMS өчен EGaIn әле дә Cu / PDMS субстратын яхшы каплый һәм электр өзлексезлеген саклый, штамм кулланылганнан соң да.EDS мәгълүматлары EGaIn-дан галлий һәм индийның Cu / PDMS субстратында тигез бүленүен раслады.Шунысы игътибарга лаек: EGaIn фильмының калынлыгы бер үк һәм баганалар биеклеге белән чагыштырыла. Бу шулай ук ​​алга таба топографик анализ белән раслана, монда EGaIn фильмының калынлыгы һәм пост биеклеге арасындагы чагыштырма аерма <10% (өстәмә рәсем 8 һәм таблица). Бу шулай ук ​​алга таба топографик анализ белән раслана, монда EGaIn фильмының калынлыгы һәм пост биеклеге арасындагы чагыштырма аерма <10% (өстәмә рәсем 8 һәм таблица). Это также подтверждается дальнейшим топографическим матом, где относительная разница между толщиной пленки EGaIn и визотой столба соверляет <10% (дополнительный рис. 8 и араа 3). Бу шулай ук ​​алга таба топографик анализ белән раслана, монда EGaIn кино калынлыгы һәм багана биеклеге арасындагы чагыштырма аерма <10% (өстәмә рәсем 8 һәм таблица).EGaIn 薄膜 的 形貌 10 10 G 10 10 10 10 10% <10% Это также было подтверждено дальнейшим топографическим матом, где относительная разница между толщиной пленки EGaIn и висотой столба соверляла <10% (дополнительный рис. 8 и чана 3). Бу шулай ук ​​алга таба топографик анализ белән расланды, монда EGaIn кино калынлыгы һәм багана биеклеге арасында чагыштырма аерма <10% иде (өстәмә рәсем 8 һәм таблица).Бу имбибизация нигезендә сугару EGaIn капламаларының калынлыгын яхшы контрольдә тотарга һәм зур мәйданнарда тотрыклы тотарга мөмкинлек бирә, бу сыек табигате аркасында башка авыр.5c һәм e рәсемнәр үткәрүчәнлекне һәм Cu / PDMS һәм EGaIn / Cu / PDMS деформациясенә каршы торуны чагыштыралар.Демода LED кагылмаган Cu / PDMS яки EGaIn / Cu / PDMS электродларына тоташканда кабызылды.Сакланмаган Cu / PDMS сузылганда, LED сүнә.Ләкин, EGaIn / Cu / PDMS электродлары хәтта йөк астында да электр белән тоташканнар, һәм электрод каршылыгы арту аркасында LED яктылыгы бераз сүнгән.
Cu / PDMS һәм EGaIn / Cu / PDMS йөкләнеше белән нормальләштерелгән каршылык үзгәрә.b, d SEM рәсемнәре һәм энергия дисперсив рентген спектроскопия (EDS) анализы (өстә) һәм аннан соң (аста) полидиплекслар (b) Cu / PDMS һәм (d) EGaIn / Cu / метилсилоксан.в, e светофорлар (в) Cu / PDMS һәм (e) EGaIn / Cu / PDMS (өстә) һәм (аста) сузылганнан соң (% 30% стресс).(B) һәм (d) масштаблары 50 мм.
Инҗирдә.6а EGaIn / Cu / PDMS каршылыгын 0% тан 70% га кадәр кысу функциясе итеп күрсәтә.Каршылыкның артуы һәм торгызылуы деформациягә пропорциональ, бу Пуиллетның кысылмас материаллар (R / R0 = (1 + ε) 2) законы белән яхшы килешә, монда R каршылык, R0 башлангыч каршылык, ε 43 штамм. Башка тикшеренүләр күрсәткәнчә, сузылганда, сыек уртадагы каты кисәкчәләр үзләрен тәртипкә китерә алалар һәм яхшырак кушылу белән тигез таралалар, шуның белән 43, 44 тарту артуын киметәләр. Ләкин бу эштә үткәргеч> 99% сыек металл, чөнки Cu фильмнары 100 нм калынлыкта. Ләкин бу эштә үткәргеч> 99% сыек металл, чөнки Cu фильмнары 100 нм калынлыкта. Однако в этой работе про проникник состоит из> 99% жидкого металла по обему, так как пленки Ку имеют толщину всего 100 нм. Ләкин, бу эштә, үткәргеч күләме буенча> 99% сыек металлдан тора, чөнки Cu фильмнары 100 нм калынлыкта гына.然而 ， 在 由于 由于 由于 由于 由于 nm nm nm nm 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99% ， 在 由于 由于 由于 Cu 薄膜 nm 100 nm 厚 ， 因此 99 是> 99%Ләкин, бу эштә, Cu фильмы 100 нм калынлыкта булганлыктан, үткәргеч 99% тан артык сыек металлдан тора (күләм буенча).Шуңа күрә без Cu үткәргечләрнең электромеханик үзлекләренә зур өлеш кертер дип көтмибез.
EGaIn / Cu / PDMS каршылыгында нормальләштерелгән үзгәреш 0-70% диапазонында.PDMS уңышсызлыгы алдыннан ирешелгән максималь стресс 70% иде (өстәмә рәсем 9).Кызыл нокталар - Пуэт законы белән алдан әйтелгән теоретик кыйммәтләр.b EGaIn / Cu / PDMS үткәрүчәнлек тотрыклылыгын кабат-кабат сузу цикллары вакытында.Cyикл тестында 30% штамм кулланылды.Инсетта масштаб масштабы 0,5 см.L - сузылганчы EGaIn / Cu / PDMS озынлыгы.
Measлчәү факторы (GF) сенсорның сизгерлеген белдерә һәм каршылыкның үзгәрүенең штамм үзгәрүенә мөнәсәбәте итеп билгеләнә45.GF металлның геометрик үзгәрүе аркасында 1,7 дән 10% штаммда 2,6га, 70% штаммда артты.Башка штамм үлчәүләре белән чагыштырганда, GF EGaIn / Cu / PDMS бәясе уртача.Сенсор буларак, аның GF аеруча югары булмаса да, EGaIn / Cu / PDMS тавыш сигналының йөкләнешенә түбән сигналга җавап итеп нык каршылык үзгәрүен күрсәтә.EGaIn / Cu / PDMS үткәрүчәнлек тотрыклылыгын бәяләү өчен, электр каршылыгы 30% штаммда кат-кат сузылу цикллары вакытында күзәтелде.Инҗирдә күрсәтелгәнчә.6б, 4000 сузылган циклдан соң, каршылык бәясе 10% эчендә калды, бу кат-кат сузылу цикллары вакытында масштабның өзлексез формалашуы аркасында булырга мөмкин46.Шулай итеп, сузылган электрод буларак EGaIn / Cu / PDMSның озак вакытлы электр тотрыклылыгы һәм сигналның ышанычлылыгы расланды.
Бу мәкаләдә без инфилтрация аркасында килеп чыккан микроструктуралы металл өслекләрдә GaLM-ның яхшыртылган дымлау үзенчәлекләре турында сөйләшәбез.EGaIn-ның үз-үзен тулысынча сугаруы HCl парлары булганда багана һәм пирамидаль металл өслекләренә ирешелде.Бу санны Wenzel моделе һәм сөртү процессы нигезендә аңлатырга мөмкин, бу чистарту өчен кирәк булган пост-микроструктураның зурлыгын күрсәтә.EGaIn-ның үз-үзеннән һәм сайлап дымлануы, микроструктуралы металл өслек белән идарә ителә, зур мәйданнарда бердәм капламалар кулланырга һәм сыек металл үрнәкләр ясарга мөмкинлек бирә.EGaIn белән капланган Cu / PDMS субстратлары сузылганда да, кат-кат сузылган циклдан соң да электр элемтәләрен саклыйлар, SEM, EDS һәм электр каршылыгы үлчәүләре белән расланган.Моннан тыш, EGaIn белән капланган Cu / PDMS электр каршылыгы кулланылган штаммга пропорциональ рәвештә кире һәм ышанычлы үзгәрә, бу аның сенсор сенсоры буларак потенциаль кулланылышын күрсәтә.Сыек металлны сугару принцибы белән мөмкин булган өстенлекләр түбәндәгеләр: (1) GaLM каплау һәм паттерлау тышкы көчсез ирешеп була;(2) Бакыр белән капланган микросруктура өслегендә GaLM сөртү - термодинамик.барлыкка килгән GaLM фильмы деформациядә дә тотрыклы;(3) бакыр белән капланган багананың биеклеген үзгәртү контроль калынлыктагы GaLM пленкасын барлыкка китерергә мөмкин.Моннан тыш, бу ысул фильм формалаштыру өчен кирәк булган GaLM күләмен киметә, чөнки баганалар фильмның бер өлешен били.Мәсәлән, диаметры 200 мм булган баганалар массивы (25 мм баганалар арасы белән) кертелгәч, кино формалаштыру өчен кирәк булган GaLM күләме (~ 9 μm3 / μm2) кино күләме белән чагыштырыла. баганалар.(25 µm3 / µm2).Ләкин, бу очракта, Пуэт законы буенча бәяләнгән теоретик каршылыкның да тугыз тапкыр артуын исәпкә алырга кирәк.Гомумән алганда, бу мәкаләдә каралган сыек металлларның уникаль сусылу үзлекләре сыек металлларны сузылган электроника һәм башка барлыкка килүче кушымталар өчен төрле субстратларга урнаштыруның эффектив ысулын тәкъдим итә.
PDMS субстратлары Сильгард 184 матрицасын (Dow Corning, АКШ) һәм катыргычны 10: 1 һәм 15: 1 нисбәтендә катнашып, киеренкелек сынаулары өчен әзерләделәр, аннары 60 ° C мичтә дәваладылар.Бакыр яки кремний кремний ваферларына (Кремний Вафер, Намканг High Technology Co., Ltd., Корея Республикасы) һәм PDMS субстратларына 10 нм калынлыктагы титан ябыштыргыч катламы салынган.Колонналы һәм пирамидалы структуралар кремний вафин фотолитографик процесс ярдәмендә PDMS субстратына урнаштырылган.Пирамидаль үрнәкнең киңлеге һәм биеклеге тиешенчә 25 һәм 18 мм.Бар үрнәгенең биеклеге 25 µm, 10 µm, 1 µm итеп билгеләнде, һәм аның диаметры һәм тишеге 25 дән 200 ммга кадәр үзгәрде.
EGaInның контакт почмагы (галий 75,5% / индиум 24,5%,> 99,99%, Сигма Алдрич, Корея Республикасы) тамчы форма анализаторы ярдәмендә үлчәнде (DSA100S, KRUSS, Германия). EGaInның контакт почмагы (галий 75,5% / индиум 24,5%,> 99,99%, Сигма Алдрич, Корея Республикасы) тамчы форма анализаторы ярдәмендә үлчәнде (DSA100S, KRUSS, Германия). Краевой угол EGaIn (марглий 75,5% / индидий 24,5%,> 99,99%, Сигма Алдрич, Ресублика Коря) измеряли с помощу гвелевного матератера (DSA100S, KRUSS, гар). EGaInның кыр почмагы (галий 75,5% / индиум 24,5%,> 99,99%, Сигма Алдрич, Корея Республикасы) тамчы анализатор ярдәмендә үлчәнде (DSA100S, KRUSS, Германия). EGaIn （.5 75.5% / 铟 24.5% ，> 99,99% ig Сигма Алдрич EGaIn (gallium75.5% / indium24.5%,> 99,99%, Сигма Алдрич, 大韩民国) контакт анализаторы ярдәмендә үлчәнде (DSA100S, KRUSS, Германия). Краевой угол EGaIn (марглий 75,5% / индидий 24,5%,> 99,99%, Сигма Алдрич, Ресублика Коря) измеряли с помощю Матурата матмиа магли (DSA100S, KRUSS, bar). EGaInның кыр почмагы (галий 75,5% / индиум 24,5%,> 99,99%, Сигма Алдрич, Корея Республикасы) форма капкасы анализаторы ярдәмендә үлчәнде (DSA100S, KRUSS, Германия).Субстратны 5 см × 5 см × 5 см пыяла камерага урнаштырыгыз һәм 4,5 мм тамчы EGaIn субстратына 0,5 мм диаметрлы шприц кулланып куегыз.HCl парларын булдыру өчен, 20 μL HCl эремәсе (37 вт%, Самчун Химиклар, Корея Республикасы) субстрат янына урнаштырылды, ул камераны 10 с эчендә тутырырлык итеп парга әйләнде.
SEM ярдәмендә өслек тасвирланган (Тескан Вега 3, Тескан Корея, Корея Республикасы).ЭДС (Тескан Вега 3, Тескан Корея, Корея Республикасы) элементларның сыйфат анализын һәм таратуны өйрәнү өчен кулланылды.EGaIn / Cu / PDMS өслек топографиясе оптик профилометр ярдәмендә анализланды (The Profilm3D, Filmetrics, АКШ).
Сузу цикллары вакытында электр үткәрүчәнлегенең үзгәрүен тикшерү өчен, EGaIn белән һәм аннан башка үрнәкләр сузылган җайланмаларга кысылды (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Корея Республикасы) һәм Китли 2400 чыганак метрына электр белән тоташтырылды. Сузу цикллары вакытында электр үткәрүчәнлегенең үзгәрүен тикшерү өчен, EGaIn белән һәм аннан башка үрнәкләр сузылган җайланмаларга кысылды (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Корея Республикасы) һәм Китли 2400 чыганак метрына электр белән тоташтырылды. Для исследования изменения адтропро адности во время кинов раст зенения обцы с EGaIn и него ч чгляли на оборудовании для раст ченения (Бөкләү һәм сузылу машинасы системасы, СНМ, Ресубклика Крочлич). Сузу цикллары вакытында электр үткәрүчәнлегенең үзгәрүен өйрәнү өчен, EGaIn белән һәм аннан башка үрнәкләр сузылган җиһазга куелды (Bending & Stretchable Machine System, SnM, Корея Республикасы) һәм Китли 2400 чыганак метрына электр белән тоташтырылган.Сузу цикллары вакытында электр үткәрүчәнлегенең үзгәрүен өйрәнү өчен, EGaIn белән һәм аннан башка үрнәкләр сузылган җайланмага куелды (Бөкләү һәм сузу машиналары системалары, SnM, Корея Республикасы) һәм Китли 2400 SourceMeter белән электр белән тоташтырылган.Каршылыкның үзгәрүен үлчәү үрнәгенең 0% - 70% диапазонында үлчәя.Тотрыклылык сынавы өчен, каршылыкның үзгәрүе 4000 30% штамм циклыннан үлчәнде.
Өйрәнү дизайны турында күбрәк мәгълүмат алу өчен, бу мәкалә белән бәйләнгән Табигатьне өйрәнү рефератын карагыз.
Бу тикшеренү нәтиҗәләрен раслаучы мәгълүматлар Өстәмә Мәгълүмат һәм Чимал Файлларында тәкъдим ителә.Бу мәкалә оригиналь мәгълүмат бирә.
Даенеке, Т. һ.б.Сыек металллар: химик нигезләр һәм кулланмалар.Химик.җәмгыять.47, 4073–4111 (2018).
Лин, Y .., Генцер, Дж. & Дики, М.Д. Лин, Y .., Генцер, Дж.Лин, Y .. Лин, Y .., Генцер, Дж. & Дики, МД 镓 基 液态 金属。。。 Лин, Y .., Генцер, Дж. & Дики, М.Д.Лин, Y ..Алга киткән фән.7, 2000–192 (2020).
Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, OD Барлык - йомшак матдә схемаларына: мемистор характеристикасы булган квази - сыек җайланмалар прототиплары. Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, OD Барлык йомшак матдәләр схемаларына: мемистор характеристикалары булган квази-сыек җайланмалар прототиплары.Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD, and Velev, OD Бөтен йомшак матдәләрдән торган схемаларга: Мемистрор характеристикасы булган квази-сыек җайланмалар прототиплары. Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, OD 走向 全 软 物质。。。。。 Koo, HJ, So, JH, Dickey, MD & Velev, ODKoo, HJ, So, JH, Dickey, MD, and Velev, OD Схемаларга таба Барлык йомшак әйберләр: Мемистрор үзлекләре белән квази-сыек җайланмалар прототиплары.Алга киткән алма.23, 3559–3564 (2011).
Билода, РА, Землянов, ДЙ & Крамер, РК Экологик җаваплы электроника өчен сыек металл ачкычлар. Билода, РА, Землянов, ДЙ & Крамер, РК Экологик җаваплы электроника өчен сыек металл ачкычлар.Билодо РА, Землянов Д.Я., Крамер РК Экологик чиста электроника өчен сыек металл ачкычлар. Билода, РА, Землянов, Д.Й & Крамер, РК 用于 环境 响应 电子。。。 Билода, РА, Землянов, Д.Й & Крамер, РКБилодо РА, Землянов Д.Я., Крамер РК Экологик чиста электроника өчен сыек металл ачкычлар.Алга киткән алма.1600913 (2017) интерфейсы.
Шулай итеп, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD Ион токы сыек - металл электродлар белән йомшак матдә диодларында ректификация. Шулай итеп, JH, Koo, HJ, Dikkey, MD & Velev, сыек металл электродлар белән йомшак матдә диодларында Ион токын ректификацияләү. Так, JH, Koo, HJ, Дикки, М.Д. һәм Велев, О. Шулай итеп, JH, Koo, HJ, Dikkey, MD & Velev, сыек металл электродлар белән йомшак материал диодларында ОД Ион ток ректификациясе. Шулай итеп, JH, Koo, HJ, Dikkey, MD & Velev, OD 带 液态 金属 电极 软。。。。 Шулай итеп, JH, Koo, HJ, Dickey, MD & Velev, OD Так, JH, Koo, HJ, Дикки, МД & Велев, О. Шулай итеп, JH, Koo, HJ, Dikkey, MD & Velev, сыек металл электродлар белән йомшак материал диодларында ОД Ион ток ректификациясе.Киңәйтелгән мөмкинлекләр.алма матер.22, 625–631 (2012).
Ким, М.- Г., Браун, DK & Бренд, О. Ким, М.- Г., Браун, DK & Бренд, О.Ким, М.Г., Браун, ДК һәм Бренд, О.Ким, М.Г., Браун, ДК, һәм Бренд, О.Милли коммуна.11, 1–11 (2020).
Гу, Р. һ.б.Cu-EGaIn - интерактив электроника һәм КТ локализациясе өчен киңәйтелгән электрон кабыгы.алма матер.Дәрәҗә.7. 1845–1853 (2020).
Лопс, ПА, Пайсана, Х., Де Альмейда, АТ, Маҗиди, С. & Таваколи, М. Лопс, ПА, Пайсана, Х., Де Альмейда, АТ, Маҗиди, С. & Таваколи, М.Лопес, ПА, Пайсана, Х., Де Альмейда, АТ, Маҗиди, К., һәм Таваколи, М. Лопс, ПА, Пайсана, Х., Де Альмейда, АТ, Маҗиди, С. & Таваколи, М. Лопс, ПА, Пайсана, Х., Де Альмейда, АТ, Маҗиди, С. & Таваколи, М.Лопес, ПА, Пайсана, Х., Де Альмейда, АТ, Маҗиди, К., һәм Таваколи, М.ACS
Янг, Y. һ.б.Ультра киеренке һәм инженер трибоэлектрик наногенераторлар киеп була торган электроника өчен сыек металлларга нигезләнгән.SA Nano 12, 2027–2034 (2018).
Гао, К. һ.б.Бүлмә температурасында сыек металлларга нигезләнеп, сенсорлар өчен микроканнель структураларын үстерү.фән.Доклад 9, 1–8 (2019).
Чен, Г. һ.б.EGaIn супереластик композит җепселләр 500% киеренкелеккә каршы тора ала һәм киеп була торган электроника өчен искиткеч электр үткәрүчәнлегенә ия.ACS алма матерасын аңлата.Интерфейс 12, 6112–6118 (2020).
Ким, С., О, Дж., Джонг, Д. & Бэ, Дж. Ким, С., О, Дж., Джонг, Д. & Бэ, Дж.Ким, С., О, Дж., Джон, Д. һәм Бэ, Дж. Ким, С., О, Дж., Джонг, Д. & Бэ, Дж. 将 共 镓 铟 铟 铟 镓 镓 Ким, С., О, Дж., Джонг, Д. & Бэ, Дж.Ким, С., О, Дж., Джон, Д. һәм Бэ, Дж.ACS алма матерасын аңлата.11, 20557–20565 (2019) интерфейслары.
Yunн, Г. һ.б.Позитив пиезоэлектриклы сыек металл белән тутырылган магнитореологик эластомерлар.Милли коммуна.10, 1–9 (2019).
Ким, К.К.Нанолет.15, 5240-5247 (2015).
Гу, Х., Хан, Y .., Чжао, В., Янг, Дж. & Чжан, Л. Гу, Х., Хан, Y .., Чжао, В., Янг, Дж. & Чжан, Л.Гу, Х., Хан, Yu., Чжао, В., Янг, Дж., Һәм Чжан, Л. Гу, Х., Хан, Y .., Чжао, В., Янг, Дж. & Чжан, Л. 具有 高 拉伸 的。。。。 Гу, Х., Хан, Y .., Чжао, В., Янг, Дж. & Чжан, Л.Гу Х., Хан Yu, Чжао В., Янг Дж һәм Чжан Л.Милли коммуна.11, 1–9 (2020).
Чжу X. һ.б.Ультра сызылган металл үткәргеч җепселләр сыек металл эретмәсе үзәкләрен кулланып.Киңәйтелгән мөмкинлекләр.алма матер.23, 2308–2314 (2013).
Хан, Дж. Һ.б.Сыек металл чыбыкның электрохимик басуын өйрәнү.ACS алма матерасын аңлата.Интерфейс 12, 31010–31020 (2020).
Ли Х. һ.б.Эластик электр үткәрүчәнлеге һәм җаваплы актуация өчен бионанофиберлар белән сыек металл тамчыларның парга әйләнү синтериясе.Милли коммуна.10, 1–9 (2019).
Дикки, М.Д. һ.б.Евтектик галлий-индиум (EGaIn): сыек металл эретмәсе бүлмә температурасында микроканнельләрдә тотрыклы структуралар формалаштыру өчен кулланыла.Киңәйтелгән мөмкинлекләр.алма матер.18, 1097-1104 (2008).
Ван, X., Гу, Р. & Лю, Дж. Сыек металл нигезендәге йомшак робототехника: материаллар, конструкцияләр, кушымталар. Ван, X., Гу, Р. & Лю, Дж. Сыек металл нигезендәге йомшак робототехника: материаллар, конструкцияләр, кушымталар.Ван, X., Гу, Р. һәм Лю, Дж. Сыек металлга нигезләнгән йомшак робототехника: материаллар, төзелеш һәм кулланмалар. Ван, X., Гу, Р. & Лю, Дж. 基于 液态 金属。。。。 Ван, X., Гу, Р. & Лю, Дж. Сыек металлга нигезләнгән йомшак роботлар: материаллар, дизайн һәм кушымталар.Ван, X., Гу, Р. һәм Лю, Дж. Сыек металлга нигезләнгән йомшак роботлар: материаллар, төзелеш һәм кулланмалар.Алга киткән алма.технология 4, 1800549 (2019).