In contrast, the Au films without t

In contrast, the Au films without the Cr interlayer showed outstanding electro-mechanical performance. The relative resistance followed the theoretical curve very closely, with R/R0 increasing only because of a change in the sample dimensions during straining with no deviation indicating fracture of the film. The final resistance Rend was approximately the same as the initial resistance. AFM observations of the sample surfaces before and after straining 15% confirmed that there was no localized necking or cracks perpendicular to the straining direction (Fig. 3b). The features parallel to the straining direction stem from the deposition process. Compared to Au/Cr wrinkled films on elastomers [6,7] and structured films [5], the stretchability of the 50 nm Au films on PI should be considered to be significant. The Au-PI system can withstand a large amount of strain without observable deformation or fracture without the aid of pre-straining before deposition or film structuring. Furthermore, the Au film without the Cr adhesion layer did not delaminate; indicating that the adhesion of the Au-PI interface is just as strong, if not stronger than the Cr-PI interface. Similar electrical results have been observed with wrinkled Au/Cr films and lines on elastomer substrates [6,7]. With wrinkling, the system can be strained to macroscopic strains of 20% without significant loss of the electro-mechanical integrity. The Au-PI system described here achieves similar strains, but without relying on out of plane deformation to reach macroscopic in-plane extension. These parallels in the electro-mechanical behaviour between wrinkled films and non-wrinkled films show the long range effect of brittle adhesion layers on stretchability.
The ex situ fragmentation results correlate well to the in situ resistance measurements. Figure 4 shows a comparison of the ex situ crack spacing and the in situ electro-mechanical data for Au/Cr films. The in situ 4PP and ex situ crack results correspond well and are within the experimental error. The deviation of the resistance from the theoretical curve at about f = 2.5% in the in situ 4PP experiment occurs after the cracking onset during ex situ fragmentation testing at 2% strain, suggesting the presence of cracks does not significantly alter the electrical behaviour until a certain crack density has formed and saturated (between 2 and 5% strain in this case). For ductile Au films no deviation of the resistance from the theoretical curve corresponds to the absence of crack formation after straining.
The cracks in the Cr adhesion layer correspond directly to the cracks observed on the surface of the Au film, as shown in the inset of Figure 4. The crack spacing in the Au film is 4.9 ± 0.4 lm and in Cr film is 4.8 ± 0.6 lm, which leads to the conclusion that the Cr film causes brittle fracture of a ductile Au film. A similar cracking behaviour has recently been observed in Cu films (50–200 nm) with a 10 nm Cr interlayer [21] where TTC was observed for all Cu/Cr films but not for Cu films of the same thicknesses without the Cr layer. These results were modelled with finite elements and found that the cracks form initially in the Cr layer and act as stress concentrators in the Cu film [21]. For films greater than 200 nm the effect could be difficult to observe without examining a large strain range (>20%), however, the brittle interlayer will still fail first as shown in [8,21].
Ex situ fragmentation testing and in situ 4PP experiments revealed that a 10 nm Cr adhesion layer causes brittle electro-mechanical behaviour of normally ductile 50 nm Au films as shown by the correlation between ex situ and in situ fragmentation results. In the Au/Cr film, cracks form perpendicular to the straining direction between 2 and 2.5% strain and after initial fracture, crack spacing saturation occurs at approximately 4% strain. The average measured saturation crack spacing was ks = 4.3 ± 1.4 lm. Although the resistance increased eightfold during straining, complete electrical failure of the Au/Cr film system was not observed at a maximum strain of 15%. However, the sharp resistance increase after the initial fracture at only 2.5% strain is unacceptable for electric conductors in flexible devices and the system was considered “failed” in terms of suitability for flexible electronic applications. In contrast, the 50 nm Au films without the Cr adhesion layer showed very ductile behaviour under uniaxial tension and outstanding electro-mechanical performance. No evidence of film cracking or localized deformation that may be linked to delamination or necking was observed up to a maximum strain of 15%. The results of the experiments presented here indicate that adhesion layers may not be necessary to improve the adhesion of ductile films to all polymers. Rather, the deposition method and resulting film and interface structure may be the dominant parameters controlling stretchability of metal-polymer systems.

Kết quả (Việt) 1:

Ngược lại, phim Au mà không Cr đã cho thấy hoạt động nổi bật điện và cơ khí. Sức đề kháng tương đối theo đường cong lý thuyết rất chặt chẽ, với R/R0 tăng chỉ vì một sự thay đổi trong các kích thước mẫu trong căng thẳng với không có độ lệch chỉ ra gãy xương của bộ phim. Cuộc kháng cự cuối cùng Rend là khoảng giống như kháng ban đầu. AFM quan sát của bề mặt mẫu trước khi và sau khi căng thẳng 15% xác nhận rằng đã có không có địa phương necking hoặc vết nứt vuông góc với hướng căng thẳng (hình 3b). Các tính năng song song với hướng căng thẳng xuất phát từ quá trình lắng đọng. So với bộ phim Au/Cr nhăn trên đàn hồi [6,7] và có cấu trúc phim [5], stretchability 50 nm Au phim ngày PI cần được xem xét để được đáng kể. Hệ thống Au-PI có thể chịu được một số lượng lớn của căng thẳng mà không cần quan sát biến dạng hoặc gãy xương mà không có sự trợ giúp của Pre-căng thẳng trước khi lắng đọng hoặc phim cơ cấu. Hơn nữa, bộ phim Au mà không có các lớp bám dính Cr đã không delaminate; chỉ ra rằng bám dính của giao diện Au-PI là chỉ là mạnh mẽ, nếu không mạnh hơn giao diện Cr-PI. Kết quả tương tự điện đã được quan sát với nhăn Au/Cr phim và dòng trên những chất [6,7]. Với nhăn, Hệ thống có thể được căng để chủng vĩ mô của 20% mà không có thiệt hại đáng kể của sự toàn vẹn điện và cơ khí. Hệ thống Au-PI mô tả ở đây đạt được tương tự như chủng, nhưng mà không dựa vào ra khỏi máy bay biến dạng đến vĩ mô trong máy bay mở rộng. Các song song trong hành vi electro – mechanical giữa nhăn phim và phòng không nhăn phim Hiển thị hiệu quả tầm xa của bám dính giòn lớp trên stretchability.Các ex situ kết quả phân mảnh tương quan tốt để đo lường sự kháng cự tại chỗ. Hình 4 cho thấy một so sánh của ex situ crack khoảng cách và các dữ liệu điện-cơ khí tại chỗ cho Au/Cr phim. Tại chỗ 4PP và ex situ crack kết quả tương ứng tốt và có trong lỗi thực nghiệm. Độ lệch của kháng cự yếu ớt của đường cong lý thuyết tại về f = 2,5% trong 4PP tại chỗ thử nghiệm xảy ra sau khi sự khởi đầu nứt trong ex situ phân mảnh thử nghiệm căng thẳng 2%, cho thấy sự hiện diện của vết nứt không đáng kể làm thay đổi hành vi điện cho đến khi một mật độ crack một số đã được hình thành và bão hòa (giữa 2 và 5% căng thẳng trong trường hợp này). Dễ uốn Au tập phim không có độ lệch của kháng cự yếu ớt của đường cong lý thuyết tương ứng với sự vắng mặt của crack hình thành sau khi căng thẳng.Các vết nứt trong các lớp bám dính Cr tương ứng trực tiếp với các vết nứt quan sát trên bề mặt của bộ phim Au, như minh hoạ trong ghép hình 4. Khoảng cách crack trong phim Au là 4,9 ± 0,4 lm và trong Cr phim là 4,8 ± 0,6 lm, dẫn đến kết luận rằng bộ phim Cr gây ra gãy xương giòn của một bộ phim Au dễ uốn. Một hành vi nứt tương tự gần đây đã được quan sát trong Cu phim (50-200 nm) với một 10 nm Cr đã [21] nơi TTC được quan sát thấy cho tất cả cư/Cr phim nhưng không phải cho các bộ phim Cu của độ dày cùng mà không có các lớp Cr. Những kết quả này được mô hình với các yếu tố hữu hạn và thấy rằng các hình thức vết nứt ban đầu trong lớp Cr và hoạt động như căng thẳng các bộ tập trung trong bộ phim Cu [21]. Cho bộ phim lớn hơn 200 nm hiệu quả có thể được khó khăn để quan sát mà không cần kiểm tra một loạt các căng thẳng lớn (> 20%), Tuy nhiên, đã giòn sẽ vẫn thất bại đầu tiên, như minh hoạ trong [8,21].Ex situ thử nghiệm phân mảnh và 4PP tại chỗ thử nghiệm tiết lộ rằng một 10 nm Cr bám dính lớp gây ra hành vi electro – mechanical giòn của thường dễ uốn 50 nm Au phim như được hiển thị bởi sự tương quan giữa ex situ và kết quả phân mảnh tại chỗ. Trong phim Au/Cr, vết nứt mẫu vuông góc với hướng căng thẳng giữa 2 và 2,5% căng thẳng và sau khi ban đầu gãy xương, crack khoảng cách bão hòa xảy ra lúc khoảng 4% căng thẳng. Trung bình đo độ bão hòa khoảng cách crack là ks = 4.3 ± 1.4 lm. Mặc dù khả năng chống tăng eightfold trong căng thẳng, thất bại điện hoàn toàn của hệ thống phim Au/Cr không quan sát thấy tại một chủng tối đa là 15%. Tuy nhiên, kháng sắc nét tăng sau khi ban đầu gãy lúc chỉ 2,5% căng thẳng là không thể chấp nhận cho các dây dẫn điện trong các thiết bị linh hoạt và hệ thống đã được coi là "không" trong điều khoản của sự phù hợp cho các ứng dụng điện tử linh hoạt. Ngược lại, 50 nm Au phim mà không có các lớp bám dính Cr cho thấy các hành vi rất dễ uốn theo trục căng thẳng và hiệu suất vượt trội điện và cơ khí. Không có bằng chứng về phim nứt hoặc bản địa hoá sự biến dạng có thể được liên kết với phương hoặc necking được quan sát thấy lên đến một chủng tối đa là 15%. Kết quả của thí nghiệm trình bày ở đây chỉ ra rằng lớp bám dính có thể không cần thiết để cải thiện độ bám dính của các bộ phim dễ uốn để tất cả polyme. Thay vào đó, phương pháp làm bay hơi và kết quả phim và giao diện cấu trúc có thể là các tham số chi phối việc kiểm soát stretchability của hệ thống kim loại-polymer.

Kết quả (Việt) 2:

Ngược lại, những bộ phim Au mà không có sự xen Cr cho thấy hiệu suất điện cơ nổi bật. Các kháng tương đối theo đường cong lý thuyết rất chặt chẽ, với R / R0 tăng chỉ vì một sự thay đổi trong các kích thước mẫu trong căng thẳng không có độ lệch cho thấy gãy xương của bộ phim. Các kháng Rend cuối cùng là gần giống như các kháng ban đầu. Quan sát AFM của bề mặt mẫu trước và sau khi căng thẳng 15% khẳng định rằng không có thắt cục bộ hoặc các vết nứt vuông góc với gắng sức hướng (Hình. 3b). Các tính năng song song với thân cây hướng gắng sức từ quá trình lắng đọng. So với Au / Cr phim nhăn trên chất đàn hồi [6,7] và phim có cấu trúc [5], stretchability của 50 bộ phim Au nm trên PI nên được coi là đáng kể. Hệ thống Au-PI có thể chịu được một số lượng lớn các chủng mà không biến dạng quan sát hoặc gãy xương mà không cần sự trợ giúp của pre-gắng sức trước khi lắng đọng hoặc phim được cấu trúc. Hơn nữa, bộ phim Au mà không có độ bám dính lớp Cr không delaminate; chỉ ra rằng sự kết dính của các giao diện Au-PI cũng mạnh, nếu không mạnh hơn các giao diện Cr-PI. Kết quả điện tương tự đã được quan sát với da nhăn nheo phim Au / Cr và đường dây trên nền đàn hồi [6,7]. Với nhăn da, hệ thống có thể được định hướng vĩ mô của chủng 20% mà không có thiệt hại đáng kể về tính toàn vẹn cơ điện. Hệ thống Au-PI mô tả ở đây đạt được chủng tương tự, nhưng mà không phải dựa trên ra khỏi máy bay biến dạng để đạt vĩ mô trong mặt phẳng mở rộng. Những điểm tương đồng trong các hành vi cơ điện giữa phim nhăn và phim không nhăn hiển thị hiệu ứng tầm xa của các lớp bám dính giòn trên stretchability.
Các kết quả phân mảnh ex situ tương quan tốt với các phép đo trong kháng situ. Hình 4 cho thấy một sự so sánh của ex situ vỡ khoảng cách và ở chỗ dữ liệu cơ điện cho bộ phim Au / Cr. Việc in situ và ex situ 4PP nứt kết quả tương ứng tốt và đang trong các lỗi thử nghiệm. Độ lệch của cuộc kháng chiến từ những đường cong lý thuyết vào khoảng f = 2,5% trong thử nghiệm tại chỗ 4PP xảy ra sau khi bắt đầu nứt trong quá trình thử nghiệm ex situ phân mảnh ở 2% biến dạng, cho thấy sự hiện diện của các vết nứt không làm thay đổi đáng kể các hành vi điện cho đến khi một mật độ nứt nào đó đã được hình thành và bão hòa (từ 2 đến 5% biến dạng trong trường hợp này). Đối với phim Au dễ uốn không có độ lệch của sự kháng cự từ các đường cong lý thuyết tương ứng với sự vắng mặt của sự hình thành vết nứt sau khi gắng sức.
Các vết nứt trong lớp bám dính Cr tương ứng trực tiếp quan sát các vết nứt trên bề mặt của bộ phim Au, như thể hiện trong hình chữ nhật của Hình 4. Khoảng cách giữa các vết nứt trong phim Au là 4,9 ± 0,4 lm và Cr trong phim là 4,8 ± 0,6 lm, dẫn đến kết luận rằng bộ phim Cr gây gãy xương giòn của một bộ phim Au dễ uốn. Một hành vi nứt tương tự gần đây đã được quan sát thấy trong các bộ phim Cu (50-200 nm) với 10 nm Cr xen [21] mà TTC đã được quan sát thấy trong tất cả các phim Cu / Cr nhưng không cho Cu phim của độ dày tương tự mà không có lớp Cr. Những kết quả này đã được mô hình với các phần tử hữu hạn và thấy rằng các vết nứt hình thành ban đầu trong lớp Cr và đóng vai trò như các bộ tập trung căng thẳng trong phim Cu [21]. Đối với phim lớn hơn 200 nm tác động có thể là khó khăn để quan sát mà không cần kiểm tra một loạt căng thẳng lớn (> 20%), tuy nhiên, các lớp xen giòn sẽ vẫn thất bại đầu tiên như trong [8,21].
Ex situ thử nghiệm phân mảnh và tại chỗ thí nghiệm 4PP tiết lộ rằng 10 nm Cr lớp bám dính gây giòn hành vi cơ điện của bình thường có thể kéo dài được 50 nm phim Au như thể hiện bởi sự tương quan giữa ex situ và trong kết quả phân mảnh situ. Trong phim Au / Cr, vết nứt hình vuông góc với hướng gắng sức giữa 2 và 2,5% biến dạng và sau khi gãy xương ban đầu, nứt khoảng cách bão hòa xảy ra vào khoảng 4% biến dạng. Khoảng cách giữa các vết nứt bão hòa trung bình đo được ks = 4,3 ± 1,4 lm. Mặc dù các kháng tăng gấp tám lần trong căng thẳng, hoàn toàn thất bại điện của hệ thống phim Au / Cr không được quan sát thấy ở một dòng tối đa là 15%. Tuy nhiên, sự gia tăng sức đề kháng mạnh sau khi bị gãy xương ban đầu chỉ ở mức 2,5% biến dạng là không thể chấp nhận đối với dây dẫn điện trong các thiết bị linh hoạt và hệ thống được coi là "thất bại" về sự phù hợp cho các ứng dụng điện tử linh hoạt. Ngược lại, 50 bộ phim Au nm mà không có độ bám dính lớp Cr cho thấy hành vi rất dễ uốn theo căng thẳng trục và hiệu suất điện cơ nổi bật. Không có bằng chứng nứt phim hay biến dạng cục bộ mà có thể liên quan đến sự phân tách hoặc cổ thắt đã được quan sát lên đến một chủng tối đa 15%. Các kết quả của các thí nghiệm được trình bày ở đây chỉ ra rằng các lớp bám dính có thể không cần thiết để cải thiện độ bám dính của màng mềm dẻo để tất cả các polyme. Thay vào đó, các phương pháp lắng đọng và kết quả phim và giao diện cấu trúc có thể là thông số chi phối kiểm soát của hệ thống stretchability kim loại-polymer.