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在半导体行业中,图案化技术至关重要。随着集成电路的高度小型化和集成化发展,作为目前半导体行业的核心技术,光刻技术面临着衍射极限带来的技术复杂化和制备成本大幅度提高的困难。纳米压印(NIL)作为一种具有高产量高精度的图案化工艺,被认为是克服半导体光刻技术衍射极限瓶颈最有希望的技术手段之一。然而,目前的NIL技术专注于对光刻胶图案的定义,光电子器件的制备涉及到许多复杂的工艺流程包括功能材料的沉积、聚合物的图案化、刻蚀和去胶等。这些繁琐的步骤为器件的制备带来了许多的不足之处:材料的浪费、较长的制备时间、刻蚀导致的窄的衬底材料选择范围等,限制了NIL技术的实际应用。为了解决这些问题,本论文利用NIL技术,直接对不同的功能材料进行图案化,直接在不同衬底上制备了光电子器件,大大缩短了器件的制备时间并降低了器件的制作成本,取得的主要成果如下:(1)基于准二维钙钛矿的稳定性偏振敏感光电探测器:利用传统的纳米压印方法,将准二维层状Ruddlesden-Popper钙钛矿的结晶过程限制在PDMS模板与衬底之间的微通道里,得到高结晶质量、形貌均匀、高度对齐的微米线晶体阵列。基于这种高质量的微米线晶体阵列,我们实现了响应度高达3.5 AW-1、探测率达1015 Jones、响应时间低至4.1 ms(上升)和3.3 ms(衰退)的高性能光电探测器。由于微米线阵列的各向异性结构和准二维钙钛矿自身的稳定性,这种光电探测器不仅具有偏振敏感性,还具有优越的稳定性,在相对湿度高达60%的环境中保存6天后仍保持最初的性能。(2)性能稳定的钙钛矿微米线阵列光电探测器:利用边缘吸附效应辅助的纳米压印技术,制备了具有长周期稳定性的微/纳米线阵列。首先,在纳米压印过程中,模板上的疏水层转移到钙钛矿微/纳米线晶体表面,形成了一个原位封装层隔绝了空气中的水和氧,大大提高钙钛矿微/纳米线晶体的稳定性。其次,由于这种方法所制备的钙钛矿微纳米晶体具有高的结晶质量,晶体中没有大量的缺陷,这进一步提高了微/纳米线的长期稳定。另外,高度有序的微米线阵列结构增强了疏水性。综合这三方面的原因,基于这种微/纳米线阵列的光电探测器不仅具有响应度高达20 AW-1的高性能,还具有长期稳定性,即使在空气环境中暴露一年以后,器件仍能保持初始性能的96%。(3)图案可设计、尺寸可调控的微环谐振器阵列:利用边缘吸附效应辅助纳米压印技术,制备了图案可设计、尺寸可调控的微环谐振器阵列。将模板的微结构设计为微柱阵列结构,使得钙钛矿前驱体溶液结晶过程中,以微柱的边缘和衬底的交界为成核结晶处,最终在衬底上形成与微柱结构周长一致的微环阵列结构。通过改变模板微柱阵列的形状,制备不同形状的例如三角形、四边形、正五边形、正六边形和五角星形的微环谐振器;通过改变模板微柱阵列的尺寸,获得了直径不同的微环谐振器。利用400纳米的飞秒激光泵浦,微环展现出明显的激光发射特征,证明了所制备的微环谐振器具有谐振器的功能。(4)基于金纳米粒子密堆积而成的微/纳米线的压力传感器:利用边缘吸附效应辅助纳米压印技术,实现了金纳米粒子可控性地自组装成密堆积的微/纳米线结构。基于这种密堆积的微/纳米线,制备了高性能的压力传感器。这种压力传感器由于具有大量的导电纳米粒子提供接触点,即使微弱的压力也能引起巨大的导电性变化,因而探测下限低至25 Pa。所制备的压力传感器可以实时监测人体运动例如抓取动作、手指、手腕的弯曲、声带振动以及人体不同部位的脉搏信号,甚至可以区别出怀孕女性的脉搏波形。