【摘 要】
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近年来触觉传感器作为智能电子设备中感知外部刺激信号的重要元件而受到了广泛的关注。在触觉传感器中信号的传递主要由电信号和光信号两种方式来实现。其中,光信号有可视化、响应速度快、低串扰等优点。因此,利用光信号实现压力信号的分布传感是触觉传感器研究的热点之一。利用压电LED阵列由压电势造成的发光强度的变化实现力-电-光耦合是一个实现光信号触觉传感非常有效的策略。然而,制备具有高效发光性能的压电LED阵列
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近年来触觉传感器作为智能电子设备中感知外部刺激信号的重要元件而受到了广泛的关注。在触觉传感器中信号的传递主要由电信号和光信号两种方式来实现。其中,光信号有可视化、响应速度快、低串扰等优点。因此,利用光信号实现压力信号的分布传感是触觉传感器研究的热点之一。利用压电LED阵列由压电势造成的发光强度的变化实现力-电-光耦合是一个实现光信号触觉传感非常有效的策略。然而,制备具有高效发光性能的压电LED阵列器件,以及将力-电-光耦合机制从压电材料拓展到目前应用最广泛的第一代半导体材料仍然是重大的挑战。本论文分别构建了基于Zn O纳米线的NPB/Cd Se QDs/Zn O和基于Si微柱的p-Si/Cd Se QDs/TPBi结构的QLED阵列。引入应变耦合效应对QLED阵列器件的发光性能进行调控,并研究了其中压电效应和挠曲电效应的调控机制。具体的研究内容包括:（1）通过光刻技术和低温水热生长法得到了Zn O纳米线阵列,并构建了基于Zn O纳米线的QLED阵列器件,表征了其形貌以及光电特性;利用Zn O纳米线在受到压缩应力时产生的压电势增强了局部发光像素点的发光强度,在4.8 GPa左右的压强下像素点的发光强度增加了约4倍,通过QLED阵列实现了压力分布的可视化映射。（2）采用光刻技术和ICP刻蚀加工得到了Si微柱阵列。研究了在外部压缩应力下应变耦合效应对Si微柱阵列电学特性的调控作用;进一步制备了基于Si微柱的QLED阵列器件,并表征了其形貌及光电特性;最后利用Si微柱的应变耦合效应增强了受压下的局部像素点的发光强度,在13.8 GPa左右的压强下像素点光强增加了约6倍。这将一直局限于压电材料中的力-电-光耦合机制拓展到了目前在半导体工业中处于主导地位的硅材料,实现了利用压力对硅基发光器件的性能调控。
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