基于固态发光材料微纳功能器件的制备与应用研究
发布时间：2021-11-18 07:11
有机发光材料由于发光效率高、结构修饰性强、波长可调控范围广等优点,在固态照明,发光二极管,荧光传感和光学显示设备等领域有良好的应用前景,因而引起了广泛的关注和研究。考虑到实际应用需求,发光材料往往最终要以固态形式呈现在器件中,然而大多数的有机发光材料由于受到聚集荧光猝灭（ACQ）作用的影响,在高浓度液体和固态薄膜状态下分子间π-π堆积作用增强,导致发光效率急剧降低甚至猝灭,严重限制了其实际应用价值。为了减少ACQ效应对发光材料带来的负面影响,可以将染料分子均匀分散在固体介质中阻止其聚集,或者在分子的侧链修饰上空间位阻大的基团（比如一些有机共轭聚合物材料）以降低共轭主体之间的π-π堆积作用造成的发光猝灭。这些方法虽然能在某种程度上降低ACQ的影响,但是无法从根本上消除此现象。聚集诱导发光（AIE）材料的出现很好地解决了以上问题,基于新颖的发光机理（分子内运动限制）和扭曲的分子构象,实现了固态形式下的高效发光,为固态发光器件的发展注入了新的活力。目前基于AIE材料的固态发光器件发展仍处于起步阶段,器件制备以及应用等方面都不成熟。已经报道的基于AIE材料而衍生的固态发光器件以薄膜器件为主,经...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
集成光学芯片[1-4]
第一章绪论3图1.2基于有机聚合物材料的功能性微纳器件，（a）pH响应的蛋白质微透镜[14]，（b）聚合物半球激光器[15]，（c）PDMS力学传感器[16]，（d）紫外光刻胶加工的微结构阵列用于细胞生长调控[17]1.2聚合物微光学器件加工技术简介1.2.1掩膜光刻技术光刻技术是半导体工艺和集成电路芯片制作过程中的一项重要技术，主要通过掩膜曝光的方法对光敏聚合物材料实现结构化加工[18]。具体技术过程如下：在合适的基底上旋涂一层均匀的光敏聚合物材料（即光刻胶），经过掩膜图案将特定波长的光投射到薄膜上进行曝光，然后曝光部分的光刻胶特性发生变化，在显影液的作用下完成光刻胶的图案化显像[19]（图1.3）。用普通掩膜版光刻出来的结构一般为准二维结构阵列，结构的高度由膜厚控制。对于三维的渐变结构，可以使用灰度等级掩膜版，控制不同位置的光透过量来实现。光刻胶一般分为正胶和负胶，二者的主要区别在于曝光部分对显影液的响应不同，正胶曝光后极易溶于显影液，而负胶曝光部分不溶于显影液因而保留下来。适当选择两种光刻胶可以得到互补的、分辨率要求不同的图形[20]。由于光刻工艺可以实现大面积加工并且
吉林大学博士学位论文4具有成本低、操作简单、重复性好等优点，在微纳加工方面应用广泛。此外，将其辅助以刻蚀等技术，也可以对一些硬质材料或者非光敏有机材料加工。但是，考虑到光学衍射效应，掩膜光刻工艺仅可制作微米级（优化后可能达到亚微米）以上的图形结构，并且存在一定的结构误差。想要进一步提高光刻分辨率，可以采用超衍射光刻的方法，但这种技术创新尚处于初步阶段，并且操作复杂度和成本也会随着增加。图1.3掩膜光刻工艺示意图1.2.2激光和电子束直写技术直写技术是一种无掩膜的光刻技术，通过控制聚焦斑点在感光涂层上的坐标位置，从而产生结构信息。直写技术目前主要包括电子束直写和激光直写两种，这两种方法都极大地提高了加工结构的多样性和分辨率。电子束直写技术（EBL，electronbeamlithography）利用电子束对聚合物涂层直接扫描，然后通过刻蚀或者显影技术实现微结构的加工[21,22]（图1.4）。激光直写技术（LDW，laserdirectwriting）则是通过控制激光的聚焦光斑以及曝光时间等参数从而对光敏聚合物材料实现准三维微纳结构加工[23,24]。直写方法省去了传统光加工过程对复杂掩膜版的依赖，以及图形转写和套刻等工艺，极大地提高了加工的效率、灵活性和精度。电子束直写可以达到超高的加工精度，分辨率一般小于10nm，在各种纳米器件、深亚微米器件的制备以及纳米尺度光物理过程研究中发挥重要的作用[25]。但是，电子束直写技术对工作环境要求苛刻（一般是真空环境），并且其设备昂贵、工作效率低，极大限制了其大范围的使用。相比而言，激光直写的方法对设备和工
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外集成电路光刻胶研究进展[J]. 江洪,王春晓. 新材料产业. 2019(10)
本文编号：3502448
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
集成光学芯片[1-4]
第一章绪论3图1.2基于有机聚合物材料的功能性微纳器件，（a）pH响应的蛋白质微透镜[14]，（b）聚合物半球激光器[15]，（c）PDMS力学传感器[16]，（d）紫外光刻胶加工的微结构阵列用于细胞生长调控[17]1.2聚合物微光学器件加工技术简介1.2.1掩膜光刻技术光刻技术是半导体工艺和集成电路芯片制作过程中的一项重要技术，主要通过掩膜曝光的方法对光敏聚合物材料实现结构化加工[18]。具体技术过程如下：在合适的基底上旋涂一层均匀的光敏聚合物材料（即光刻胶），经过掩膜图案将特定波长的光投射到薄膜上进行曝光，然后曝光部分的光刻胶特性发生变化，在显影液的作用下完成光刻胶的图案化显像[19]（图1.3）。用普通掩膜版光刻出来的结构一般为准二维结构阵列，结构的高度由膜厚控制。对于三维的渐变结构，可以使用灰度等级掩膜版，控制不同位置的光透过量来实现。光刻胶一般分为正胶和负胶，二者的主要区别在于曝光部分对显影液的响应不同，正胶曝光后极易溶于显影液，而负胶曝光部分不溶于显影液因而保留下来。适当选择两种光刻胶可以得到互补的、分辨率要求不同的图形[20]。由于光刻工艺可以实现大面积加工并且
吉林大学博士学位论文4具有成本低、操作简单、重复性好等优点，在微纳加工方面应用广泛。此外，将其辅助以刻蚀等技术，也可以对一些硬质材料或者非光敏有机材料加工。但是，考虑到光学衍射效应，掩膜光刻工艺仅可制作微米级（优化后可能达到亚微米）以上的图形结构，并且存在一定的结构误差。想要进一步提高光刻分辨率，可以采用超衍射光刻的方法，但这种技术创新尚处于初步阶段，并且操作复杂度和成本也会随着增加。图1.3掩膜光刻工艺示意图1.2.2激光和电子束直写技术直写技术是一种无掩膜的光刻技术，通过控制聚焦斑点在感光涂层上的坐标位置，从而产生结构信息。直写技术目前主要包括电子束直写和激光直写两种，这两种方法都极大地提高了加工结构的多样性和分辨率。电子束直写技术（EBL，electronbeamlithography）利用电子束对聚合物涂层直接扫描，然后通过刻蚀或者显影技术实现微结构的加工[21,22]（图1.4）。激光直写技术（LDW，laserdirectwriting）则是通过控制激光的聚焦光斑以及曝光时间等参数从而对光敏聚合物材料实现准三维微纳结构加工[23,24]。直写方法省去了传统光加工过程对复杂掩膜版的依赖，以及图形转写和套刻等工艺，极大地提高了加工的效率、灵活性和精度。电子束直写可以达到超高的加工精度，分辨率一般小于10nm，在各种纳米器件、深亚微米器件的制备以及纳米尺度光物理过程研究中发挥重要的作用[25]。但是，电子束直写技术对工作环境要求苛刻（一般是真空环境），并且其设备昂贵、工作效率低，极大限制了其大范围的使用。相比而言，激光直写的方法对设备和工
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外集成电路光刻胶研究进展[J]. 江洪,王春晓. 新材料产业. 2019(10)
本文编号：3502448
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3502448.html
