Magnetické vrstvy nano-oxidů železa pro aplikace v tištěné elektronice

Bc. František Zažímal

Diplomová práce

Magnetic layers of iron oxides nanoparticles for applications in printed electronics

Anotace:

V této práci jsou použity komerční prášky nanočástic hematitu a magnetitu pro přípravu tiskového inkoustu použitého pro depozici magnetických vrstev pomocí materiálového 2D inkjet tisku na křemíkový substrát v běžných podmínkách. Strukturní a magnetické vlastnostnosti vzorků ve formě - prášek, inkoust, vrstva - jsou studovány řadou experimentálních metod. Výsledky ukazují použitelnost materiálového 2D inkjet tisku pro přípravu magnetických vrstev, pouze nepatrné rozdíly ve strukturních vlastnostech s ohledem na použitý magnetický materiál a poněkud horší magnetické vlastnosti vrstev tištěných z hematitového inkoustu. Hlavním cílem bylo získat soubor komplexních dat pro přípravu tištěných magnetických vrstev použitelných v elektronických tištěných zařízeních. Význam získaných výsledků byl demonstrován na návrhu magnetického jádra s 8 vrstvami magnetitového inkoustu vytištěnými na flexibilním substrátu. Vytištěné magnetické jádro bylo testováno ve funkci indukčního senzoru. Získaná hodnota relativní permeability byla přibližně 2. Tato hodnota je přibližně o 1 větší v porovnání s výsledky publikovanými jinými autory.

Abstract:

In this thesis the hematite and magnetite nanopowders of commercial production are applied for the preparation of inks, finally used for deposition of magnetic layers on Si-substrates by 2D inkjet printing technology under ambient conditions. The structural and magnetic properties of samples in all forms - powder, ink, layer - are investigated using a wide portfolio of experimental methods. The results have shown the applicability of 2D inkjet printing for preparation of magnetic layers, only slight differences in structural properties with respect to magnetic material used, and little worse magnetic properties of coatings based on hematite-ink. The main aim was to obtain a set of complex data for the production of printed magnetic layers applicable in electronic devices produced by the same technology. To demonstrate the availability of obtained results, an attempt to design a magnetic core with 8 printed layers of magnetite-ink on flexible PET substrate was performed. It was produced and tested as an induction magnetic sensor. The determined relative permeability was 2, of about 1 higher compared to results obtained for printed magnetic films prepared by other authors.

Keywords

magnetické nanočástice, 2D inkjet tisk, strukturní a magnetické vlastnosti, tištěný magnetický senzor, magnetic nanoparticles, 2D inkjet printing, structural and magnetic properties, printed magnetic sensor

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 7. 6. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 29. 6. 2021
• Vedoucí: doc. RNDr. Tomáš Homola, PhD.
• Oponent: doc. Mgr. Jiří Tuček, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Fyzika / Fyzika plazmatu a nanotechnologií