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oe1(光电查) - 科学论文

8 条数据
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  • 在厘米级硅基底上使用聚二甲基硅氧烷印章制备具有亚5纳米周期性的单轴排列二氧化硅纳米沟槽

    摘要： 制备特征尺寸小于5纳米的大面积定向纳米图案对开发纳米器件至关重要。通过分子自组装制备的高度有序纳米结构，在亚5纳米图案化技术方面展现出巨大潜力。此前我们曾报道利用圆柱形表面活性剂胶束最外层表面为模板，在硅基底上制备出周期小于5纳米的二氧化硅纳米沟槽，但尚未实现整个基底表面的纳米沟槽单轴定向排列。本研究采用带有条纹图案的聚二甲基硅氧烷(PDMS)印章，在2×2厘米的硅基底整个表面制备出单轴定向排列的二氧化硅纳米沟槽。该PDMS印章并非如软纳米压印技术那样直接接触基底，而是置于预涂覆在基底表面的表面活性剂薄膜上方。随后使基底暴露于水蒸气环境，期间圆柱形胶束沿导向方向定向排列。接着通过暴露于氨气-水蒸气混合气体，使面向基底的定向胶束最外层表面被可溶性硅酸盐物种复制。通过扫描电子显微镜观测和小角X射线掠入射散射分析，证实了在厘米级基底整个表面形成了单轴定向排列的纳米沟槽。由此我们提供了一种制备超精细间距单轴定向纳米图案的简易大面积制备方法。

    关键词： 纳米压印、纳米图案化、对准控制、定向自组装、液晶

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 评估在3D打印纳米压印单元中制造的复制品

    摘要： 纳米压印光刻技术已成为一种以合理成本制备含纳米尺度特征元件的有效工具，尤其在实验室自主制作加工元件时更具优势。我们设计并搭建了一套完整的纳米压印制造系统，利用基于开源软件AFM图像分析套件开发的定制程序对所得表面进行分析。为完成这项工作，我们对多种聚合物进行了深入研究，以筛选最适合本实施方案的材料。结果表明最佳选择并非一成不变，而是取决于具体应用场景。我们开展了综合考虑众多样品参数数值及其离散度的聚合物对比研究。由于制备了大量样品，必须建立纳米压印表面的自动化表征流程，该流程包含用于对比的优值指标。研究发现无需溶剂处理的材料在多数纳米压印应用中表现更优，同时观察到样品存在显著的离散性。

    关键词： 取向梯度、纳米压印、聚合物、复制品、光刻胶

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于聚合物平台制造的级联微环生物传感器

    摘要： 基于聚合物的单微环生物传感器通常具有较小的自由光谱范围（FSR），这阻碍了测量过程中光谱偏移的追踪。本文采用基于游标效应的双微环谐振器级联结构来弥补这一缺陷。通过设计参考微环与传感微环之间较小的FSR差值，将周期性包络信号叠加到组成峰上，从而实现对传感器光谱的连续追踪。制备过程中使用了具有宽透明窗口的光学聚合物材料Ormocore。该生物传感器采用基于紫外光的软压印技术制备，该方法具有成本效益且适合大规模生产。通过优化Ormocore与maT稀释剂的体积比，器件制备时几乎无残留层。该器件工作在840 nm波长处，此处水的吸收损耗远低于红外波段。采用包括单峰拟合和整体包络拟合的两步拟合方法，以精确追踪光谱偏移。最终对双级联微环生物传感器进行表征，测得其FSR为4.6 nm，较我们先前工作中展示的单微环生物传感器提高了16倍。此外，得益于游标效应，灵敏度也获得了16倍的放大。

    关键词： 游标效应、聚合物波导、微环生物传感器、纳米压印

    更新于2025-09-23 21:34:18

  • 将铝等离子体纳米半球阵列集成到有机紫外光电探测器中以提升光响应性能

    摘要： 铝纳米结构可支持紫外光谱范围内的表面等离子体共振，研究人员将其集成至传统有机紫外光电探测器中（器件结构为：氧化铟锡(ITO)/聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)/聚(9,9-二辛基芴-alt-并二噻吩)(F8T2):[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(PC71BM)/氟化锂(LiF)/铝(Al)）。通过在软性有机活性层顶面压印纳米半球阵列(NHSA)，将图案转移至后续热蒸镀的氟化锂和铝层。采用三维时域有限差分(3D-FDTD)电磁模拟研究了NHSA顶面器件与平面顶面对照器件。结果显示：NHSA顶面器件在活性层顶部的纳米半球区域具有更高的紫外活性层吸收率和增强的电场强度。该效应在薄活性层器件中更为显著，并随活性层厚度增加逐渐减弱。在330 nm光照和0至-1 V偏压条件下，薄活性层NHSA顶面器件相比平面顶面器件在外量子效率、比探测率和开关响应速度等光响应性能方面均有提升。本工作开发的方法为将等离子体纳米结构集成至光电器件以提升性能提供了通用有效途径。

    关键词： 增强的光响应、铝等离子体纳米结构、有机光电探测器、纳米压印、紫外光电探测器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 采用双层纳米压印光刻结合反馈控制电迁移技术制备的单分子电子学纳米级结点

    摘要： 采用双层纳米压印光刻结合反馈控制电迁移技术制备单分子电子学纳米级结点。纳米压印光刻（NIL）是一种快速、简易且高通量的技术，能以低成本制造具有纳米级精度特征的结构。我们提出一种先进的双层纳米压印光刻方法，用于制备四端纳米结器件以开展单分子电子学研究。本工作第一部分，我们展示利用双层抗蚀剂技术的NIL剥离工艺，该工艺解决了剥离过程中金属侧壁撕裂的问题。除精确复制纳米级特征外，我们还证明在保持双层结构的同时可实现微米级特征压印，从而形成底切抗蚀剂结构——这通过选择合适的压印参数以及残余层刻蚀深度和显影时间实现。随后我们采用反馈控制电迁移工艺制备出室温稳定的纳米间隙电极（尺寸小于2纳米）。该方法有助于将分子集成至稳定的固态分子电子器件中，如将苯硫酚作为分子桥连接电极并通过电流-电压测量表征其电学特性。在多次I-V扫描中证实了分子输运特征：低电压时I-V曲线出现电流抑制现象，高电压时该抑制解除，表明随电压变化存在分子能级的共振与非共振输运。过渡电压谱中较大的电导率、I-V扫描对称性以及较小的电压极小值，均显示两个苯硫酚分子通过π-堆叠方式桥接。

    关键词： 电迁移、过渡电压谱、纳米压印、光刻、苯硫酚、双层光刻胶、分子桥、分子电子学

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 微/纳米结构P3HT:PCBM表面对有机光伏器件性能的影响

    摘要： 本研究通过探究周期性微纳图案结构对薄膜有机光伏器件（OPVs）活性层的影响来提升器件性能。采用纳米压印技术，使用包括可录光盘（CD-R）、蓝光可录光盘（BD-R）、纳米阱阵列、纳米点阵列和蜂窝结构等不同模板制备了图案化活性层结构。该有机光伏器件由Al/纳米结构P3HT:PCBM/PEDOT:PSS/ITO构成。与平面参照器件相比，所有微纳图案化OPVs均表现出更优性能，这源于图案化Al/P3HT:PCBM界面处光散射和表面等离子体激元激发所增强的光吸收作用。

    关键词： 有机聚合物太阳能电池、纳米结构、光栅结构、纳米压印

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 通过板对卷纳米压印光刻系统制造的柔性器件

    摘要： 已开发出板对辊纳米压印光刻（P2RNIL）系统，以实现高速、大规模和高分辨率的纳米压印工艺。该系统在柔性基板上以22cm2/秒的速度实现了线宽小于75纳米的压印图案。为提升压印图案质量，我们提出了一种可顺应机构，能实现被动对准并最小化模板与基板间的横向位移。对该顺应机构进行了有限元分析。利用P2RNIL系统，成功制备了线栅偏振片（消光比高达10030:1，透射率高达88%）和透明金属电极，其性能与模拟结果高度吻合。

    关键词： 透明金属电极、纳米压印、线栅偏振器

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 可紫外光固化的含液态体积膨胀单体的纳米压印抗蚀剂

    摘要： 在紫外纳米压印光刻（UV-NIL）技术中，光刻胶在固化过程中的体积收缩不仅影响图案保真度，还会因强粘附力导致脱模过程产生缺陷。为解决这一问题，本研究开发并表征了一种新型纳米压印光刻胶。该新配方包含3,9-二乙基-3,9-双(烯丙氧甲基)-1,5,7,11-四氧杂螺[5.5]十一烷（DB-TOSU），这是一种液态螺环原碳酸酯单体，在酸催化聚合时会发生体积膨胀。通过将DB-TOSU与常规的体积收缩型环氧单体按不同重量比混合，所配制的光刻胶具有显著降低甚至零体积收缩的特性。随着配方中DB-TOSU重量比的增加，光刻胶的体积收缩率、弹性模量和脱模力均随之降低。当DB-TOSU含量达到50 wt.%时，脱模力降低了69%，同时保持了适当的弹性模量（75 MPa）和低收缩率（1.86%）。这种新型光刻胶配方有望实现高保真图案复制，并减少UV-NIL工艺中的脱模缺陷。

    关键词： 表面图案化、抗蚀剂、紫外光固化、纳米压印、粘附力

    更新于2025-09-09 09:28:46