Εγχάραξη διαφανών ηλεκτροδίων με laser

Κουφοπούλου, Μαρία; Koufopoulou, Maria

dc.contributor.author	Κουφοπούλου, Μαρία	el
dc.contributor.author	Koufopoulou, Maria	en
dc.date.accessioned	2023-03-27T08:37:35Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57325
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25023
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Αποδόμηση με laser	el
dc.subject	Eγχάραξη λεπτών υμενίων	el
dc.subject	Kατεργασία ITO	el
dc.subject	Laser ablation	en
dc.subject	Scribing of thin films	en
dc.subject	ITO machining	en
dc.title	Εγχάραξη διαφανών ηλεκτροδίων με laser	el
dc.title	Laser scribing of transparent electrodes	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Οπτοηλεκτρονική	el
heal.classification	Optoelectronics	en
heal.dateAvailable	2024-03-26T22:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-02-24
heal.abstract	Η διπλωματική αυτή εργασία βασίζεται σε πειραματική κυρίως έρευνα με θέμα την εγχάραξη του υλικού ITO από υπόστρωμα PET με την χρήση ακτινοβολίας laser. Στο πρώτο μέρος της εργασίας, γίνεται μια θεωρητική εισαγωγή σε πεδία χρήσιμα για την κατανόηση και αξιολόγηση των πειραμάτων, τα οποία αναλύονται στο δεύτερο μέρος της εργασίας. Αρχικά η αλληλεπίδραση της ύλης με την ακτινοβολία laser εξαρτάται από διάφορες παραμέτρους, τόσο της δέσμης laser, όσο και των ιδιοτήτων του υλικού αλλά και του περιβάλλοντος κατεργασίας. Οι φυσικές διαδικασίες που λαμβάνουν χώρα κατά την κατεργασία της ύλης με ακτινοβολία laser χωρίζονται σε τρείς βασικούς μηχανισμούς, τον φωτοθερμικό, τον φωτοχημικό και τον φωτομηχανικό. Οι τρεις μηχανισμοί διαφέρουν στον τρόπο αποδόμησης του υλικού αλλά και στο αποτέλεσμα της κάθε αποδόμησης. Συνήθως κατά την επεξεργασία των υλικών υπάρχει συνδυασμός των τριών αυτών μηχανισμών. Οι εφαρμογές της κατεργασίας των υλικών με laser είναι ποικίλες και ευρέως διαδεδομένες στην βιομηχανία. Υπάρχουν αρκετές έρευνες για την κατεργασία του ITO με laser. Οι βασικές παράμετροι που επηρεάζουν την αποδόμηση και μελετώνται στην βιβλιογραφία αυτή, είναι το μήκος κύματος της ακτινοβολίας laser, η διάρκεια του παλμού laser, ο βαθμός επικάλυψης των σημείων αποδόμησης, το πάχος των υμενίων ITO αλλά και ο μηχανισμός της αποδόμησης, ο οποίος εξαρτάται από το υπόστρωμα του δείγματος. Το υλικό κατεργασίας είναι η σταθερά με την οποία ξεκίνησε η πειραματική έρευνα της διπλωματικής. Για την επίτευξη της αποδόμησης του ITO από υπόστρωμα PET έπρεπε να βρεθούν οι ιδανικές συνθήκες κατεργασίας. Στην πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε επιλέχθηκε η κατεργασία με ένα Nd:YAG laser, στην 3η αρμονική του συχνότητα (355 nm). Για την απεικόνιση και την μελέτη τον αποτελεσμάτων της αποδόμησης χρησιμοποιήθηκε οπτική μικροσκοπία, προφιλομετρία και ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης. Για την εύρεση των οπτικών ιδιοτήτων του δείγματος ITO/PET διεξάχθηκε φασματοσκοπία υπεριώδους-ορατού-εγγύς υπέρυθρου. Κατά την πειραματική διαδικασία, στόχος ήταν να βρεθεί ο κατάλληλος συνδυασμός της εστιακής απόσταση του φακού, της απόσταση του φακού ως προς το δείγμα, του πλήθους παλμών laser ανά σημείο αποδόμησης, της ενέργεια παλμού laser, της ταχύτητα της κινούμενης βάσης και της χρήση διαφράγματος ή μη ώστε η αποδόμηση να έχει την καλύτερη δυνατή μορφή. Με της ιδανικές αυτές συνθήκες αποδόμησης εγχαράχθηκαν σχέδια στο δείγμα ώστε να είναι λειτουργικό σαν ηλεκτρική αντίσταση. Η αντίσταση αυτή βασίζεται στην ιδιότητα του υλικού ITO να είναι ηλεκτρικά αγώγιμο. Ο σκοπός της ανάπτυξης αυτών των αντιστάσεων είναι η λειτουργία τους αρχικά ως θερμαντήρες με τελικό στόχο να χρησιμοποιηθούν ως αντιμικροβιακές επιφάνειες.	el
heal.abstract	This thesis is based mainly on experimental research on scribing of ITO material from PET substrate using laser radiation. In the first part of the thesis, a theoretical introduction to fields useful for the understanding and evaluation of the experiments is given. The experimental part is discussed in the second part of the thesis. Firstly, the interaction of the materials with the laser radiation depends on several parameters such as the laser beam conditions, the properties of the material and the processing environment. The physical processes that take place during the treatment of matter with laser radiation are divided into three basic mechanisms, the photothermal, photochemical and photomechanical. The three mechanisms differ in the way the material is ablated and in the result of each ablation. Usually in the processing of materials there is a combination of these three mechanisms. There are numerous applications of laser treatment of materials with widespread appeal in industry. There are several studies on the laser treatment of ITO. The main parameters affecting the ablation that are presented in literature are the wavelength of the laser radiation, the duration of the laser pulse, the overlap of the ablated spots, the thickness of the ITO films and the mechanism of ablation, which depends on the substrate material. The material of ITO on a substrate of PET was the constant with which the experimental research of the thesis was started. To achieve the ablation of ITO from PET substrate, the ideal processing conditions had to be found. In the experimental setup, processing with a Nd:YAG laser, at its 3rd harmonic frequency (355 nm), was chosen. Optical microscopy, profilometry and scanning electron microscopy were used to visualize and study the results of the ablation. Ultraviolet-visible-near-infrared spectroscopy was performed to illustrate the optical properties of the ITO/PET sample. During the experimental procedure, the aim was to find the appropriate combination of the focal length of the lens, the distance of the lens from the sample, the number of laser pulses per spot, the laser’s pulse energy, the translation speed of the base and the use of aperture or not in order to get the best possible ablation. With these ideal conditions, patterns were scribed into the sample to make it functional as an electrical resistor. This resistance is based on the property of the ITO material to be electrically conductive. The purpose of developing these resistors is to function initially as heaters with the goal of using them as antimicrobial surfaces.	en
heal.advisorName	Κάνδυλα, Μαρία	el
heal.advisorName	Ζεργιώτη, Ιωάννα	el
heal.advisorName	Kandyla, Maria	el
heal.advisorName	Zergioti, Ioanna	el
heal.committeeMemberName	Ζεργιώτη, Ιωάννα	el
heal.committeeMemberName	Κάνδυλα, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Ράπτης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Zergioti, Ioanna	en
heal.committeeMemberName	Kandyla, Maria	en
heal.committeeMemberName	Raptis, Ioannis	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	76 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false