Langzeitstabilität von Electra 92

Zur Ermittlung der Langzeitstabilität von Electra 92 (AR-PC 5090.02 / AR-PC 5091.02) wurden zwei Rückstellproben nach einer unterschiedlichen Lagerzeit von 15 Monaten bzw. 3 Monaten (Kühlschrank, 8°C) auf Quarzglas beschichtet (300rpm, 3min, Softbake bei 85°C für 30min im Ofen). Die Glasscheiben wurden anschließend mit Silberpaste kontaktiert und die Leitfähigkeit als Funktion der Messtemperatur ermittelt. Dazu wurden die Glasscheiben auf eine Hotplate gelegt und die Leitfähigkeit bei dieser Temperatur gemessen.

Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur

Für Temperaturen < 100°C sind die bestimmten Leitfähigkeiten beider Proben fast identisch. Demnach besitzt Electra 92 auch nach 15 monatiger Lagerzeit noch unverändert gute Leitfähigkeitseigenschaften, entsprechend einer sehr hohen Lagerstabilität. Eine Erhöhung der Temperatur auf bis zu 160°C führt zu einer drastischen Zunahme der Leitfähigkeit. Die Hauptursachen sind dabei das Entfernen des Wassers aus der Schicht und die erhöhte Mobilität der Ladungsträger. Nach der Abkühlung auf Raumtemperatur sinkt die Leitfähigkeit innerhalb mehrerer Stunden ab, was durch die Wasseraufnahme aus der Luftfeuchtigkeit zu erklären ist. Wird die Schicht über 165°C erhitzt und erreicht so die Zersetzungstemperatur, nimmt die Leitfähigkeit abrupt und irreversibel ab.

 

Lagerstabilität nach 3 Jahren

Durch die fortschreitende Optimierung der Synthese und der Reinigung der eingesetzten Polyaniline konnte die Leitfähigkeit von AR-PC 5090 und AR-PC 5091 in den letzten 3,5 Jahren etwa um einen Faktor >20 gesteigert werden. Die verbesserte Leitfähigkeit ist insbesondere für Anwendungen mit sehr dünnen Schichten (< 30 nm) von Vorteil. An dünnen Electra-Schichten werden die Elektronen weniger stark gestreut, was für die Realisierung kleinster Nanostrukturen in der E-Beamlithographie wichtig ist, eine ausreichend Ableitung der Ladungen kann durch Electra 92   dennoch gewährleistet werden.

Weiterhin konnte schon anhand der ersten Generation von Electra 92 (2014) die ausgezeichnete Lagerstabilität demonstriert werden: die Produkteigenschaften ändern sich nicht signifikant innerhalb von mehr als 3 Jahren, die Leitfähigkeit in der Schicht bleibt erhalten.