有机无机复合材料电磁性能调控及柔性电子器件研究

发布时间：2024-02-13 21:17

　　随着电子信息技术的飞速发展,尤其是物联网、人工智能、移动终端、可穿戴电子以及5 G通信技术的发展,对电子器件和电路模块提出了越来越高的要求。因此,在小型化、轻量化和集成化的发展趋势下,柔性电子技术凭借其独特的优势满足新一代移动电子发展的应用需求。该技术中核心器件及电路是以柔性薄膜为基础的,所以对柔性薄膜微结构和电磁性能的研究是至关重要的。然而,这类是柔性薄膜材料在高频化应用上存在诸多问题,如低的介电常数导致器件尺寸过大等。因此,提高柔性薄膜高频性能对于扩展柔性电子的应用具有重要意义。由于不同的应用需求,本文选择了柔性电子中广泛使用的PDMS以及PVA柔性薄膜材料作为研究对象,对调控这两种薄膜材料高频性能展开了研究,探索了影响柔性薄膜高频性能的关键因素和物理机理,开发出具有良好电磁性能的复合柔性薄膜,并基于该复合柔性薄膜材料展开了相关的应用研究。首先,系统地研究了具有高磁导率NiCuZn铁氧体颗粒对PDMS柔性薄膜高频磁性能的影响。为了合成磁性能优良、晶粒均匀的NiCuZn铁氧体陶瓷,研究了Nb₂O₅和Bi₂O_3...

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-6软光刻工艺中主要步骤图解过程[70]

软光刻是一种用弹性膜(使用最广泛的为PDMS薄膜)材料来替代传统光刻过程中的硬膜来产生微结构的光刻技术[69]。与传统的光刻技术相比,软光刻有着许多优势:首先,能够制作非常复杂的多层以及三位结构,更特别的是能够在各种曲面上制作,同时不会受到材料和化学表面的影响;最重的是,相比传统....

图1-7基于PDMS膜的软光刻示意图及单个“master”的原子力显微镜图[69]。(a)软光刻具体步骤;(b)弹性元素图案AFM图

总之,随着图案分辨率的不断提高,图形衬底材料的超薄化、柔性化,各种新型的图形转移技术被不断的实验和应用,这大大地促进了现代柔性电子的发展与进步。1.2.2.2喷墨打印技术

图1-8喷墨打印可穿戴电子器件的特点、性能及应用[71]

喷墨打印根据工作模式的不同可以分为两类:按需喷墨打印(Drop-on-demand)和连续喷墨打印(Continuousinkjetprinting)。虽然连续喷墨打印得到了快速发展,但是通过连续打印获得的图形相比于按需打印的比较粗糙,同时图案的精度和分辨率都无法满足柔性电子....

图1-9基于高介电常数柔性复合衬底的天线实物图及相应的S11参数[91]

由公式(1-1),天线单元长度与薄膜材料介电常数的开方成反比,即增加薄膜材料介电常数可以有效减小天线尺寸,实现天线小型化[85,86]。通常,有机柔性薄膜薄膜材料具有较低的介电常数,例如聚对苯二甲酸类塑料(PET,εr=3.1),聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN,εr=3.4)以及聚酰....

本文编号：3897220