Vor-Ort-Synthese und Charakterisierung von Gold-Nanodrähten auf funktionalen Substraten

Diese Arbeit beschreibt die templatbasierte Integration von mikrostrukturierten Goldnanodrahtarrays auf flexiblen Substraten sowie die Charakterisierung der gefertigten Proben. Basierend auf einem existierenden Prozess zur Fabrikation von Nanodrähten auf Glas, wird die Herstellung von Goldnanodrähten auf Polyimid- und Polyethylenterephthalatfolien beschrieben. Die Anpassung umfasst eine Erhöhung der Leiterbahnschichtdicken, eine Verlängerung der Softbakezeit und die Einführung eines Rehydrierungsschritts. Mit dem angepassten Prozess gelingt es bei 550 mV Gleichspannung in den Poren einer Polycarbonatfolie Nanodrahtarrays, bestehend aus Nanodrähten mit einem Durchmesser von 200 nm und einer Länge von 14 � 24 µm herzustellen. Die Charakterisierung der Nanodrahtarrays erfolgt hinsichtlich einer Anwendung als aktive Roboterhaut und zur Kontaktierung von Heißprägefolien. Im Vordergrund dieser Betrachtung steht das Verhalten der Nanodrähte und die Veränderung des Widerstandes bei senkrecht einwirkender Drucklast. Die Berechnung der eulerschen Knicklast dient als Grundlage, um Annahmen über den Elastitzitätsbereich der Nanodrähte zu treffen. Zur Überprüfung der Annahme werden die Arrays im Bereich der Berechnung belastet und Kraft-Weg- sowie Weg-Widerstands-Kennlinien an einem existierenden Messplatz aufgenommen. Die Messergebnisse zeigen, dass ein gesamtes Array mit bis zu 2,4 MPa belastet werden kann, ohne dass die Drähte versagen. Durch Licht- und Rasterelektronenmikroskopie wird nachgewiesen, dass die Nanodrähte beim Überschreiten der Knicklast plastisch verformt werden. Eine Vierleitermessung des elektrischen Widerstands zeigt, dass durch Kontaktierung von Nanodrähten bei geringer Kontaktkraft Widerstandswerte im einstelligen Milliohmbereich erreicht werden können. Die hergestellten Drähte eignen sich um Druckbelastung ortsaufgelöst zu ermitteln