基于有机基体纳米半导体和有机无机杂化膜的制备和图案化

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tnngx123
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随着科学技术的高速发展,微米技术已经越来越满足不了当今器件高集成、低功耗、小尺寸的需求。随着器件集成度的提高,要求器件的特征尺寸减少。而由于量子隧穿效应,特征尺寸在25nm以下已经难以工作,纳米半导体的复合继而成为新的研究热点问题。纳米半导体ZnO,CdS,TiO2电子结构特性和潜在的应用而受到了广泛的关注。本论文首先使用本室发明的受限光催化氧化方法(CPO)制备了两亲性聚合物表面,基于该表面完成了ZnO,CdS,TiO2微纳米粒子在有机表面的图案化排列,分别对沉积机理和沉积条件进行了研究;之后又利用表面光接枝反应,以AA为单体,BP为引发剂在表面引入PAA分子刷,利用聚合物诱导效应,实现了纳米级ZnO的沉积与复合。 以表面小分子为模板,90°采用液相沉积法,分别在有机表面实现了ZnO,TiO2的沉积。在二氧化钛的沉积过程中,以(NH4)2TiF6和H38O3为反应物,发现随着沉积时间的变化,和反应物浓度的改变,出现了正反向的TiO2,论文对正反向图案化沉积及其机理进行了研究,通过PH值分析,红外,XPS分析对于沉积机理的进一步调查提供了一种表面官能团决定的新的亲和导向沉积过程;在氧化锌的沉积过程中,以Zn(NO3)2·6H2O和HMT为反应物,实现了ZnO微棒在聚合物BOPP,PET的取向化生长和图案化排列,同时研究表明沉积基材的不同结果出现了差异,论文对沉积机理进行了研究;在CdS的沉积过程中,以CdCl2,Na2S为反应物,采用室温液相收缩法,实现了CdS单颗粒的微排列,发现所获得的CdS颗粒直径要小于所使用的光掩模尺寸,产生收缩效应,这种收缩效应可以由光掩模直径和反应物浓度来控制。 以聚合物分子PAA为模板实现了ZnO纳米粒子的生长与复合,XPS,XRD,HR-TEM研究表明ZnO粒子尺寸为5nm左右,UV-vis和FL研究发现该复合膜光透过率高,并且具有光致发光效应和荧光增强的效应。另外对光接枝时间和光照强度,沉积时间等条件对复合膜的性能和厚度的影响进行了讨论。
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