本文關(guān)鍵詞： 納米壓印技術(shù) 圖案化量子點層 表面修飾 熒光增強　出處：《河南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：量子點由于其所展現(xiàn)出來的高量子產(chǎn)率,窄發(fā)射,寬吸收,光譜可調(diào),穩(wěn)定性高和光致發(fā)光效率高等諸多優(yōu)點引起了廣大學(xué)者的普遍關(guān)注。量子點薄膜尤其是具有大面積有序納米結(jié)構(gòu)的量子點薄膜在電致發(fā)光器件,全彩色LED顯示器件,有機/無機太陽能電池,生命科學(xué)等方面均具有重要應(yīng)用。近年來,通過傳統(tǒng)的光刻技術(shù)——電子束刻蝕技術(shù)已經(jīng)能夠制備出二維和三維的圖案化量子點薄膜,但是其制備工藝復(fù)雜,成本昂貴,并且分辨率和產(chǎn)量之間無法兼顧。因此,一種簡單方便、可以實現(xiàn)大面積、形貌及結(jié)構(gòu)可控的圖案化量子點薄膜的方法顯得尤為重要。目前,圖案化量子點薄膜的方法主要有:納米壓印技術(shù)、電子束刻蝕技術(shù)、微接觸印刷、分子自組裝等,這些納米加工技術(shù)在圖案化量子點薄膜方面各有優(yōu)劣。納米壓印技術(shù)和軟光刻技術(shù)的興起和發(fā)展,使得大面積的具有100 nm以下分辨率的圖案化量子點薄膜實現(xiàn)了高效率的制備。利用這種方法,具有條形、環(huán)形、點陣納米結(jié)構(gòu)的量子點薄膜也被成功制備出來。納米壓印技術(shù)這一方法在制備過程,制備成本等方面表現(xiàn)出了諸多優(yōu)勢。因此,本文主要利用納米壓印技術(shù)中的熱壓印和紫外壓印,并結(jié)合模板修飾,二次壓印等方法制備了大面積,結(jié)構(gòu)有序,形貌致密的二維和三維圖案化量子點薄膜。并得出了模板修飾后,圖案化量子點薄膜的形貌質(zhì)量和其熒光強度大幅提高與圖案化結(jié)構(gòu)有關(guān)的結(jié)論。本文主要從以下幾個方面展開工作:1、利用熱壓印技術(shù)實現(xiàn)圖案化量子點層的制備:首先選取合適的量子點溶液的濃度15 mg/ml以及甲苯為量子點分散溶劑,以確保旋涂量子點薄膜的成膜質(zhì)量。其次利用旋涂的方法在ITO基底上旋涂量子點薄膜,通過調(diào)控旋涂的轉(zhuǎn)速及時間來適當(dāng)調(diào)整量子點薄膜的厚度及均一致密性,最終確定2000 r/min的旋涂條件以配合后續(xù)量子點薄膜的圖案化。最后采用納米壓印技術(shù)中的熱壓印技術(shù)實現(xiàn)量子點薄膜在ITO基底上的圖案化。2、通過模板修飾實現(xiàn)圖案化量子點薄膜的結(jié)構(gòu)優(yōu)化:為了制備出大面積,結(jié)構(gòu)有序,質(zhì)量均一的圖案化量子點薄膜,我們對納米壓印技術(shù)熱壓印過程中使用的PDMS軟模板進(jìn)行表面修飾,采用濃度為5 mol/L的氟化銨溶液與氫氟酸溶液按6:1的體積比混合后對PDMS表面進(jìn)行處理,再實施熱壓印過程。模板修飾后模板的表面能減小,使得在壓印結(jié)束后模板與基底分離過程中,由于模板與基底的粘附力減小,從而大大減少了模板本身帶走的量子點數(shù)量。提高圖案化量子點薄膜成功率的同時,優(yōu)化了圖案化量子點層的形貌結(jié)構(gòu),最終得到結(jié)構(gòu)有序,質(zhì)量均一的圖案化量子點薄膜。3、利用紫外壓印技術(shù)實現(xiàn)圖案化量子點層的制備:我們借助NOA61型光刻膠的特殊性能——光敏性在納米壓印技術(shù)中的紫外壓印模式下,將其與量子點以不同質(zhì)量比混合,含量從1:1改變到1:9,在量子點薄膜圖案化成功實現(xiàn)的前提下,盡量減少光刻膠的含量,在優(yōu)化圖案化量子點薄膜表面平整致密性的同時選擇合適的旋涂速度。最終采用光刻膠與量子點溶液以1:9的質(zhì)量比混合后,在4000 r/min的轉(zhuǎn)速下旋涂于ITO基底上,在功率為8瓦的紫外光源照射下固化15 min完成紫外壓印。在此條件下制備的圖案化量子點薄膜相比熱壓印技術(shù)在保留了大面積、高效率的優(yōu)點之外其結(jié)構(gòu)更加分明,形貌更加均一。此外通過對模板旋轉(zhuǎn)90°實施二次壓印,我們還實現(xiàn)了三維結(jié)構(gòu)的圖案化量子點薄膜的制備,并且發(fā)現(xiàn)相較于平膜結(jié)構(gòu)的量子點薄膜,圖案化結(jié)構(gòu)的量子點薄膜具有更高的熒光性能,其中三維結(jié)構(gòu)的圖案化量子點薄膜熒光性能最高,可達(dá)到平膜結(jié)構(gòu)的3.8倍。
[Abstract]:A quantum dot thin film with large area , shape and structure can be prepared by using the method of nanoimprint technology , electron beam etching technology , micro contact printing , molecular self - assembly , etc . The preparation of patterned quantum dot film is realized by using the special performance of NOA61 type photoresist .

【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;O471.1

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本文編號：1529106