因其在醫(yī)療健康、裝備結構監(jiān)測等領域的誘人應用前景,以實現(xiàn)可延展、可彎曲電子器件為核心的柔性電子技術已經(jīng)成為新型電子器件研究的熱點之一。通過在無機器件上引入耐拉伸力學結構實現(xiàn)器件柔性化的無機柔性電子器件,與有機柔性電子器件相比具有高性能與高可靠性的優(yōu)點。在目前提出的典型耐拉伸力學結構中,通過薄膜屈曲形成的波紋結構是一種簡便易行,且得到較為系統(tǒng)的研究與應用的結構。由于薄膜在形成波紋結構后會引入可控的梯度應變,因而波紋結構作為一種向薄膜中引入周期性應變分布的方法,也在應變工程領域中具有應用潛力。然而以往報道的關于無機薄膜波紋結構的研究,都是基于規(guī)則矩形條帶展開的,關于利用非規(guī)則矩形條帶薄膜形成的波紋結構的研究鮮有報道。由于條帶寬度的變化會導致基底在回縮時產(chǎn)生不均勻的回縮力,薄膜的形狀變化可能對最終形成的波紋結構形態(tài)會造成影響。因此探究具有梯度屈曲形態(tài)的無機半導體薄膜的制備工藝及其形貌與工藝參數(shù)間的關系,不僅是對波紋結構研究的進一步完善,也可為功能薄膜的應變工程提供一種引入梯度應變分布的方法。本課題以單晶硅薄膜為研究對象,利用光刻、反應離子刻蝕等工藝將薄膜圖形化為對稱梯形結構。利用轉印技術將薄... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

柔性電子領域的進展

電子科技大學碩士學位論文4（g）（h）圖1-2實現(xiàn)器件柔性化的三種力學結構。（a）一維均勻薄膜波紋結構[31]；（b）二維人字形薄膜波紋結構[43]；（c）開放網(wǎng)格結構[30]；（d）直聯(lián)島橋結構[27]；（e）蛇形互聯(lián)島橋結構[27]；（e）分形互聯(lián)島橋結構[28]；（g）梯度屈曲形態(tài)[32]；（h）基于折紙結構的可折疊超級電容器[33]應變工程，是通過一定方法對材料施加應變，從而改變材料內(nèi)原子排布參數(shù)，進而對其能帶、極化、輸運特性等物理性能進行調(diào)控的一門科學。隨著薄膜材料厚度的不斷減小，特別是石墨烯、二硫化鉬等二維材料的發(fā)現(xiàn)，應變對材料性能的調(diào)控也越發(fā)明顯[36-38]。而要進行應變工程的研究，如何向材料中引入應變是首先需要解決的問題，柔性電子技術的發(fā)展則為應變的引入提供了新的思路。通過直接對轉移有功能材料的柔性基底施加宏觀變形或薄膜的屈曲誘導薄膜產(chǎn)生形變，可通過材料宏觀形變與微觀應變的耦合將應變引入材料中。利用宏觀形變引入應變，可以避免使用離子注入、外延生長等復雜的工藝，并且可以便捷靈活地引入多種類型的應變，適用的調(diào)控對象范圍也比較廣。近年來，針對通過宏觀變形引入應變這一問題，已有一些代表性的研究成果。Kim等人發(fā)現(xiàn)在柔性基底上制備的硅納米薄膜器件在被彎折時器件的遷移率會發(fā)生改變[39]，當器件沿著圓柱面彎曲，器件整體受到了張應力，器件有效遷移率得到了提升，Zhao等也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象[40]。Wang等人在具有波紋結構的GaAs納米條帶中發(fā)現(xiàn)了其波峰與波谷處的能帶帶隙與拉曼峰位發(fā)生了改變[41]。在磷烯中也發(fā)現(xiàn)類似的能帶調(diào)制現(xiàn)象現(xiàn)象，且表現(xiàn)出強烈的各向異性，沿著不同方向形成屈曲形態(tài)時，磷烯的能帶會發(fā)生不同的變化，且這種現(xiàn)象是可逆的[42]。以上的研究結果說明，通過

第一章緒論5變分布，從而實現(xiàn)對薄膜物性的連續(xù)調(diào)控。因此，如何更好的利用薄膜屈曲形成的波紋結構進行薄膜的應變工程等物性調(diào)控，是一個值得進一步研究的問題。（a）（b）（c）圖1-3柔性電子在應變工程中的應用。（a）應變對硅基電子器件遷移率的改變：右側兩幅圖分別為沿不同方向對器件施加應變時器件的有效遷移率變化[39]；（b）屈曲形態(tài)薄膜峰/谷處應變對GaAs拉曼峰位與能帶的調(diào)控[41]；（c）薄膜屈曲對磷烯能帶的調(diào)控[42]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于硅光電二極管的低吸收劑量率實時在線探測器[J]. 劉建勇,蹇源,石建敏,唐春,楊桂霞.  電子元件與材料. 2020(01)
[2]可延展柔性無機微納電子器件原理與研究進展[J]. 馮雪,陸炳衛(wèi),吳堅,林媛,宋吉舟,宋國鋒,黃永剛.  物理學報. 2014(01)

碩士論文
[1]AlxGa1-xAs柔性薄膜制備及其光電性能研究[D]. 王宇軒.電子科技大學 2016
[2]利用旋涂摻雜工藝與激光退火技術制備高性能Ge器件的研究[D]. 劉暢.南京大學 2015



本文編號：3600382