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利用衬底转移法制备柔性有机电致发光器件（FOLED）的初步研究

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利用衬底转移法制备柔性有机电致发光器件（FOLED）的初步研究

作者：臧春亮吉林大学

学位级别：硕士

本文提出一种新型的柔性有机电致发光器件（Flexible Organic light-emittingdevice，FOLED）的制备方法，即OLED器件生长在应用衬底转移方法制备出来的集成有金属电极的柔性衬底上。具体过程是：首先，将金属电极生长在洁净的玻璃衬底... 详细信息

本文提出一种新型的柔性有机电致发光器件（Flexible Organic light-emittingdevice，FOLED）的制备方法，即OLED器件生长在应用衬底转移方法制备出来的集成有金属电极的柔性衬底上。具体过程是：首先，将金属电极生长在洁净的玻璃衬底上，然后通过旋涂（Spin-Coating）的方法将光交联聚合物均匀地旋涂在带有金属电极的玻璃衬底之上，再将旋涂过后的衬底放在紫外固化灯下对光交联聚合物进行固化，最后将固化后的光交联聚合物与刚性玻璃衬底进行分离，即可实现金属电极转移到柔性光交联聚合物衬底之上。这种方法制备出来的柔性衬底，其电极具有平整度较高的特性，利于载流子的注入，提高OLED器件的效率。对OLED进行薄膜封装提高OLED器件在空气中的稳定性也是本论文研究的主要内容。我们首次提出利用衬底转移的方法，同时将蒸镀的器件电极和利用原子层沉积技术沉积的薄膜封装层一同转移到光交联聚合物形成的衬底薄膜上。这种方法最大限度的利用了光交联聚合物对金属比玻璃对金属有更高粘合性的特点，得到了结构稳定、附着性强的金属电极，并针对光交联聚合物衬底阻隔性能差的特点，实现了对衬底具有较好封装效果的一次封装，再使用钙测试的方法对封装层的水阻隔性能定量分析也证实此封装层具有较好的封装效果，并且其制备过程有避免对OLED器件的高温和辐射等破坏的作用。最后，我们使用衬底转移技术制作的柔性带有金属电极的衬底，制作出了一组FOLED，器件的具体结构是：NOA63/Ag(80nm)/MoOx(5nm)/m-MTDATA(30nm)/NPB(20nm)/Alq3(50nm)/LiF(1nm)/Al(5nm)/Ag(15nm)。并将用柔性衬底制备出的器件和刚性衬底上做的OLED进行了比较，发现柔性器件和刚性器件性能十分接近。

关键词： FOLED 衬底转移薄膜封装 ALD AFM

降低银纳米线柔性透明电极表面粗糙度的衬底转移法研究

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降低银纳米线柔性透明电极表面粗糙度的衬底转移法研究

作者：李露重庆大学

学位级别：硕士

透明电极是一种兼具高可见光透过率和高导电性能的材料,广泛应用于平面显示、太阳能电池等领域。近年来,随着柔性电子、可穿戴式器件的发展,对透明电极提出了更高的要求。不仅需要其具有优异的光电性能还要求兼具柔韧性。银纳米线(silve... 详细信息

透明电极是一种兼具高可见光透过率和高导电性能的材料,广泛应用于平面显示、太阳能电池等领域。近年来,随着柔性电子、可穿戴式器件的发展,对透明电极提出了更高的要求。不仅需要其具有优异的光电性能还要求兼具柔韧性。银纳米线(silver nanowire,AgNW)是一种性能优异、可替代氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)的柔性透明电极材料,本论文针对其表面粗糙度过大的问题,研究降低其表面粗糙度的衬底转移方法,其目的是建立材料和工艺参数,如银纳米线的面密度、承载银纳米线的基底、转移过程中的机械压力以及转移后的处理等,与最终银纳米线电极表面粗糙度的关系,为衬底转移法的参数优化提供参考依据。除此之外,论文将评估衬底转移法对银纳米线电极电学、光学、机械柔性、基底附着性和热稳定性的影响,并通过一定的处理达到银纳米线柔性电极综合性能的提高。论文的具体内容包括:(1)采用表面抛光的石英玻璃作为初始衬底、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)作为目标基底,设计了银纳米线电极衬底转移的方案,分别制备了以石英玻璃和聚乙烯醇为基底的银纳米线电极。(2)对制备的银纳米线电极的表面粗糙度、可见光透过率、方块电阻、基底附着性等性能进行了分析测试,对比了衬底转移前后银纳米线电极性能的变化,并分析了相应的原因,明确了经过衬底转移后银纳米线面密度与银纳米线电极表面峰谷粗糙度、均方根粗糙度、平均粗糙度之间的关系。(3)聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)和PVA均是柔性透明电极常用的基底材料,为了对比这两种基底材料对银纳米线电极性能的影响,本文采用衬底转移法制备了相同银纳米线面密度的PVA/AgNW和PET/AgNW电极,比对了二者在机械柔韧性和热稳定性方面的差异,并对导致二者性能差异的原因进行了分析。为了消除由目标衬底包裹而引起的银纳米线电极导电性能下降的效应,采用氧化石墨烯(graphene oxide,GO)修饰银纳米线电极表面,以此提高银纳米线网络连接的稳定性。分析了GO溶液PH值、浸涂时间、浓度对PVA/AgNW电极方块电阻降低的效果,实验结果制备的PVA/GO/AgNW复合电极的电学性能相比于PVA/AgNW电极的电学性能得到了提高。

关键词：银纳米线柔性透明电极衬底转移表面粗糙度

基于不同衬底材料高出光效率LED芯片研究进展

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光学技术 2011年第5期37卷 521-527页

作者：杜晓晴钟广明董向坤田健王晓兰光电技术与系统教育部重点实验室重庆大学光电工程学院重庆400030

提高LED芯片的出光效率是解决LED光源大功率化和可靠性的根本。根据LED芯片所用衬底材料的不同,总结了近年来提高GaN基LED出光效率的研究进展,介绍了新的设计思路、工艺结构与制备方法。并从材料结构和衬底选取方面,对LED芯片未来的发... 详细信息

提高LED芯片的出光效率是解决LED光源大功率化和可靠性的根本。根据LED芯片所用衬底材料的不同,总结了近年来提高GaN基LED出光效率的研究进展,介绍了新的设计思路、工艺结构与制备方法。并从材料结构和衬底选取方面,对LED芯片未来的发展趋势进行了展望。

关键词：发光学 LED出光效率衬底图案化衬底转移垂直结构

用于表面增强拉曼散射的石墨烯/纳米粒子复合基底材料的研究现状

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材料导报 2016年第9期30卷 1-10页

作者：杜晓晴崔少丽童广鲍俊曾超罗伟陈伟民重庆大学光电技术与系统教育部重点实验室重庆400044 中航(重庆)微电子有限公司重庆400044

表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)自从被发现以来在单分子检测、生物医学体系、环境科学、纳米材料以及传感器等领域获得了广泛的应用,而其SERS增强因子、物质吸附能力等性能的好坏主要取决于SERS的基底材料... 详细信息

表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)自从被发现以来在单分子检测、生物医学体系、环境科学、纳米材料以及传感器等领域获得了广泛的应用,而其SERS增强因子、物质吸附能力等性能的好坏主要取决于SERS的基底材料及结构。相比于纳米粒子的SERS基底,石墨烯/纳米粒子复合材料的SERS基底由于石墨烯额外的化学增强作用、表面分子富集和荧光淬灭等功能而受到各国研究人员的重视。首先分析了石墨烯/纳米粒子复合材料的SERS增强机理,然后从材料制备和基底结构两个方面综述了石墨烯/纳米粒子复合材料在SERS上的研究现状,最后对其未来的发展方向进行了展望。

关键词：表面增强拉曼散射石墨烯/纳米粒子复合材料增强因子衬底转移

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柔性PMMA反蛋白石结构薄膜的制备及表征

光子学报 2016年第8期45卷 135-138页

作者：邓立儿巩蕾刘王云西安工业大学光电工程学院西安710072

以粒径为270 nm的SiO_2微球胶体晶体作为模板,向其中填充过量单体MMA,热聚合后形成SiO_2/PMMA复合结构光子晶体,将此光子晶体浸泡入浓度为20%的HF溶液中,刻蚀半小时后得到脱离ITO玻璃基板的柔性PMMA反蛋白石结构薄膜.该薄膜为周期有序... 详细信息

以粒径为270 nm的SiO_2微球胶体晶体作为模板,向其中填充过量单体MMA,热聚合后形成SiO_2/PMMA复合结构光子晶体,将此光子晶体浸泡入浓度为20%的HF溶液中,刻蚀半小时后得到脱离ITO玻璃基板的柔性PMMA反蛋白石结构薄膜.该薄膜为周期有序的三维多孔结构,孔径大小均一,约为210 nm,外观蓝紫色与测试得到的带隙位置相对应.分析其微观形貌可知,对模板的过量填充产生了一层附着于胶体晶体上表面的PMMA致密层,致密层与其下层PMMA反蛋白石结构骨架在热聚合过程中由于体积收缩产生一定的应力差,使反结构薄膜自发从原基板脱离,从而获得柔性反蛋白石结构光子晶体.该薄膜可用于柔性光子晶体器件的制备.

关键词：玻璃与非晶无机非金属材料人工晶体衬底转移聚甲基丙烯酸甲酯反蛋白石结构柔性光子带隙

化合物半导体与Si CMOS异质集成工艺研究

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化合物半导体与Si CMOS异质集成工艺研究

作者：许理达中国电子科技集团公司电子科学研究院

学位级别：硕士

现如今,基于硅的集成电路受限于材料特性,集成尺寸已经逐渐逼近物理极限。为了进一步促进集成电路的发展,异质集成技术成为了突破器件性能,延续摩尔定律的重要途经之一。本文以化合物半导体与Si CMOS电路的异质集成技术为目标,开展了基... 详细信息

现如今,基于硅的集成电路受限于材料特性,集成尺寸已经逐渐逼近物理极限。为了进一步促进集成电路的发展,异质集成技术成为了突破器件性能,延续摩尔定律的重要途经之一。本文以化合物半导体与Si CMOS电路的异质集成技术为目标,开展了基于衬底转移方案的异质集成技术研究,分析了其中的关键工艺环节,并重点针对薄层衬底转移工艺面临的工艺难点问题进行了深入研究,具体工作如下:基于衬底转移方案的异质集成工艺需要解决的问题有超薄晶圆的支撑,剥离和转移。针对超薄晶圆的支撑和拿持,本文开发并优化了基于新型临时键合材料Z-COAT 451的临时键合技术,实现了对转移薄层的稳定支撑。通过抑制高偏差减薄工艺的加工权重并优化减薄工艺条件,本文避免了非均匀减薄工艺对衬底薄层的损害,完成了超薄功能薄层精确剥离和原始衬底的可控去除。本文开展了在180℃的低温条件下基于BCB的高分子键合技术研究,将键合对准误差降低至2微米,最终完成了薄层器件结构到目标衬底的精确转移。并利用特殊解键合溶液对新型临时键合材料的渗透和裂解作用,实现了低温、高效、无损伤的解键合工艺开发。针对跨越多层介质的集成器件间高质量紧密互连问题,本文开展了基于BCB的高深度、高垂直度通孔制备研究,通过探索并优化ICP刻蚀技术的相关条件,实现了深5μm、垂直偏差小于2.5°的BCB刻蚀通孔。此外,由于互连过程中的异质金属接触将发生金属扩散,引起的金属间化合物转化以及柯肯达尔空洞的产生将严重影响互连质量。本文探究了该效应产生的影响和演变过程,并通过磁控溅射Ni薄膜作为阻挡层金属,优化了异质金属间的互连质量。本文研究的衬底转移技术最终成功实现了化合物薄层衬底到硅基晶圆的精准转移,并实现了两者器件有效互连。实验过程中探究的工艺技术及测试结果验证了该异质集成方案的可行性,并为相关异质集成DAC电路的设计与集成实现提供了技术支撑。

关键词：异质集成临时键合技术晶圆剥离衬底转移

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氧化物复合异质结的制备及磁电耦合效应研究

氧化物复合异质结的制备及磁电耦合效应研究

作者：李鑫西安电子科技大学

学位级别：硕士

磁电耦合效应在能量转换、传感信号和监测磁(电)场方面有巨大应用前景,由于同时具备铁磁性和铁电性,多铁材料可以用于多态存储器的制备,从而提高了信息的存储率节省存储空间,然而,单相多铁性材料在室温下的磁电耦合效应难以实现,研究者... 详细信息

磁电耦合效应在能量转换、传感信号和监测磁(电)场方面有巨大应用前景,由于同时具备铁磁性和铁电性,多铁材料可以用于多态存储器的制备,从而提高了信息的存储率节省存储空间,然而,单相多铁性材料在室温下的磁电耦合效应难以实现,研究者提出了磁电复合薄膜材料(简称2-2型异质结薄膜),2-2结构的优点在于它一致有序的交界面,但是于衬底钳制作用限制了铁电薄膜的应变,导致磁电耦合效应微弱。在本论文中针对2-2结构的缺点提出了一种消除衬底限制的方法,通过此方法可以得到高质量可转移的准二维异质结薄膜,与传统的薄膜相比,这些准二维纳米薄膜消除刚性衬底的约束,薄膜的压电特性与磁电耦合效应都得到了提高。本论文主要从氧化物异质结薄膜的制备到衬底转移以及原型器件制备进行了一系列的研究。第一、利用PLD在STO衬底上优化了BaTiO/CoFeO/MgO薄膜的制备工艺。对每一层薄膜的生长参数进行了优化,通过实验发现MgO与CFO薄膜的生长条件基本一致,所需激光能量密度较高,MgO与CFO的粗糙度(RMS)分别为0.21nm与0.19nm。BTO薄膜的生长较为容易所需能量较低,背景真空也相对低一些,粗糙度(RMS)为0.31nm。第二、对纳米级厚度的薄膜转移工艺进行了优化,通过溶液腐蚀的方法得到了可转移的BTO-CFO异质结薄膜。提出三种不同的转移方法:Au保护转移、聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)保护转移和聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)保护转移,利用PMMA,10%的(NH)SO溶液在80?C条件下腐蚀,最终得到了5×5mm完整的可转移BTO-CFO异质结薄膜,将其转移到了硅与云母上,转移后的薄膜保持了原样品的结晶质量。第三、关于薄膜特性的研究,首先分别测试了BTO与CFO的铁电性与铁磁性;通过测试发现柔性弯曲BTO-CFO异质结薄膜的压电特性要优于未弯曲薄膜;同时对转移薄膜的阻变进行了研究,这可用于多态存储器;而且将BTO薄膜转移到HEMT栅上使其阈值电压正漂0.5V;并且基于磁电耦合效应制备了弱磁信号探测器,在磁场的作用下器件导通电流出现3个量级的变化,说明磁场探测灵敏。本论文提出的转移方法可以应用于其它不同材料薄膜的转移。虽然薄膜沉积技术的发展使得外延出不同材料的原子级别精度的准二维薄膜异质结成为可能,然而,由于晶格不匹配和生长温度较高,使得直接在任意衬底(例如Si、PDMS和Mica等)上制备高质量氧化物薄膜依然十分困难。论文中的转移方法使的获得柔性氧化物超薄膜异质结的制造成为可能。这对于功能氧化物基础研究与柔性电子器件等应用具有重要的意义。

关键词：磁电耦合 PLD 柔性磁电复合薄膜衬底转移