Since the discovery of graphene, substantial effort has been put toward the synthesis and production of 2D materials. Developing scalable methods for the production of high-quality exfoliated nanosheets has proved a significant challenge. To date, the most promising scalable method for achieving these materials is through the liquid-based exfoliation (LBE) of nanosheetsin solvents. Thin films of nanosheets in dispersion can be modified with additives to produce 2D inks for printed electronics using inkjet printing. This is the most promising method for the deposition of such materials onto any substrate on an industrial production level. Although well-developed metallic and organic printed electronic inks exist on the market, there is still a need to improve or develop new inks based on semiconductor materials such as transition metal dichalcogenides (TMDs) that are stable, have good jetting conditions and deliver good printing quality.The inertness and mechanical properties of layered materials such as molybdenum disulfide (MoS2) make them ideally suited for printed electronics and solution processing. In addition,the high electron mobility of the layered semiconductors, make them a candidate to become a high-performance semiconductor material in printed electronics. Together, these features make MoS2 a simple and robust material with good semiconducting properties that is also suitable for solution coating and printing. It is also environmentally safe.The method described in this thesis could be easily employed to exfoliate many types of 2D materials in liquids. It consists of two exfoliation steps, one based on mechanical exfoliation of the bulk powder utilizing sand paper, and the other inthe liquid dispersion, using probe sonication to liquid-exfoliate the nanosheets. The dispersions, which were prepared in surfactant solution, were decanted, and the supernatant was collected and used for printing tests performed with a Dimatix inkjetprinter. The printing test shows that it is possible to use the MoS2 dispersion as a printed electronics inkjet ink and that optimization for specific printer and substrate combinations should be performed. There should also be advances in ink development, which would improve the drop formation and break-off at the inkjet printing nozzles, the ink jetting and, consequently, the printing quality. / Sedan upptäckten av grafen har mycket arbete lagts på framställning och produktion av 2D-material. En viktig uppgift har varit att ta fram skalbara metoder för produktion av högkvalitativa nanosheets via exfoliering. Den mest lovande skalbarametoden hittills har varit vätskebaserad exfoliering av nanosheets i lösningsmedel. Tunna filmer av nanosheets i dispersion kan anpassas med hjälp av tillsatser och användas för tillverkning av halvledare strukturer med inkjet-skrivare, vilket är den mest lovande metoden för på en industriell produktions nivå beläggaden typen av material på substrat. Även om det finns välutvecklade metalliska och organiskabläck för tryckt elektronik, så finns det fortfarande ett behov av att förbättra eller utveckla nya bläck baserade på halvledarmaterial som t.ex. TMD, som är stabila, har goda bestryknings egenskaper och ger bra tryckkvalitet. Den inerta naturen tillsammans med de mekaniska egenskaperna som finns hosskiktade material, som t.ex. molybdendisulfid (MoS2), gör demlämpliga för flexibel elektronik och bearbetning i lösning. Dessutom gör den höga elektronmobiliteten i dessa 2D-halvledaredem till en stark kandidat som halvledarmaterial inom trycktelektronik. Det betyder att MoS2 är ett enkelt och robust material med goda halvledaregenskaper som är lämpligt för bestrykning från lösning och tryck, och är miljömässigt säker.Den metod som beskrivs här kan med fördel användas föratt exfoliera alla typer av 2D-material i lösning. Exfolieringensker i två steg; först mekanisk exfoliering av torr bulk med sandpapper, därefter används ultraljudsbehandling i lösning för att exfoliera nanosheets. De dispersioner som framställts i lösning med surfaktanter dekanterades och det övre skiktetanvändes i trycktester med en Dimatix inkjet-skrivare.Tryckprovet visar att det är möjligt att använda MoS2 -dispersion som ett inkjet-bläck och att optimering för särskildaskrivar- och substratkombinationer borde göras, såsom förbättringav bläcksammansättningen med avseende på droppbildning och break-off vid skrivarmunstycket, vilket i sin tur skulleförbättra tryckkvaliteten. / KM2 / Paper Solar Cells
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:miun-29181 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Forsberg, Viviane |
| Publisher | Mittuniversitetet, Avdelningen för naturvetenskap, Sundsvall : Mid Sweden University |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Licentiate thesis, comprehensive summary, info:eu-repo/semantics/masterThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Mid Sweden University licentiate thesis, 1652-8948 ; 123 |
Page generated in 0.0025 seconds