CCD紫外敏感Lumogen薄膜制备与光谱表征

传统的CCD和CMOS成像传感器对紫外区域响应比较弱,这是因为多晶硅栅对紫外光有强的吸收能力,从而阻碍了紫外光进入CCD沟道。为了提高探测器对紫外辐射的敏感性,可行的一种办法是在器件上镀一层可以将紫外光转化为可见光的变频膜。采用真空蒸发法制备了有机Lumogen薄膜,并用发光官能团分析、椭圆偏振技术研究了Lumogen薄膜的发光原理与光学常数。分析与实验结果表明：Lumogen可连续光致发光原因是其分子具有四类双键结构;椭圆偏振法测得该Lumogen薄膜折射率在1.3左右,说明该膜具有增透效果。同时,通过测量Lumogen薄膜的透射光谱、吸收光谱、光致发光发射谱和激发谱,表征了Lumogen薄膜的光谱性质,发现Lumogen薄膜在可见波段(>470 nm)有较好的透过性,用紫外光激发会产生较强的黄绿光(中心波长位于523 nm),且激发光谱宽(240～490 nm)。结论表明Lumogen薄膜的发射光谱能够与CCD等传统硅基成像器件的响应光谱匹配,是一种符合实际要求的紫外敏感薄膜。     

CCD紫外增强薄膜旋涂法工艺优化

在硅基探测器的入射窗上制备荧光下转换薄膜,是一种有效降低成本的紫外荧光增强技术。从理论上探讨了由聚二甲基硅氧烷与颜料黄101混合胶体的紫外荧光薄膜旋涂工艺参数与性能之间关系,搭建紫外荧光薄膜应用于光谱分析的性能测试实验平台,对紫外荧光增强薄膜旋涂工艺参数质量配比、旋涂转速进行优化。光谱分析探测器有两个主要指标,光谱响应灵敏度和光谱分辨率,分析与实验结果表明,利用旋涂法制备紫外增强荧光薄膜,旋涂转速将直接影响薄膜的厚度、表面粗糙度和荧光物质的分布,从而影响光谱分析系统的分辨率;紫外荧光增强薄膜的增强效率与荧光溶剂聚二甲基硅氧烷与荧光物质颜料黄101的质量比密切相关,质量比低无法满足对紫外响应效率的提高,但高质量比,荧光物质处在聚集态荧光自猝灭严重,也不利于增强薄膜的紫外响应效率。最终,在薄膜旋涂工艺优化的基础上,旋涂转速2 500～3 000 r·min-1,荧光物质与荧光溶剂质量比为7∶100制备出紫外荧光增强薄膜。汞灯特征光谱测试结果表明该薄膜313 nm紫外波长处探测响应灵敏度提高了1.6倍左右,对比分析镀膜前后特征光谱的半波带宽,镀制紫外增强荧光薄膜对其影响很小。     

旋涂法和热蒸发制备紫外CCD用晕苯薄膜的性能对比

晕苯是一种用于真空紫外光致发光重要的下转换材料。本文研究旋涂法和热蒸发法制备紫外CCD用晕苯薄膜的工艺方法,并对所制备的两种薄膜的性能进行了表征和对比。测试结果表明：旋涂方式成膜工艺简单,材料利用率较高,并且保持了荧光材料本身固有的晶体结构,但是膜面粗糙度较大;热蒸发方式成膜后紫外吸收较强,荧光发射强度相对较高,成膜后膜面粗糙度较小;热蒸发工艺在加热过程中改变了晕苯的晶体结构并形成了新的结晶态;相比于旋涂法,热蒸发的整个制备工艺相对复杂,并且生产成本较高。此外,该对比性研究工作为实现不同要求(如荧光发射强度、表面粗糙度、生产成本等)的荧光下转换薄膜的制备提供了理论指导。     

旋涂法快速制备双层二元胶体微球有序薄膜

以较大粒径的聚苯乙烯或SiO₂胶体微球的单层有序薄膜作基膜,较小粒径的SiO₂微球作第二层,用分步旋涂法快速制备了二元双层胶体微球复合有序薄膜.膜中小粒径微球与大粒径微球的粒径比γ=020—056,大粒径与小粒径微球的排列方式可表示为LS_x（x=1,2,…,13）.旋涂速度、旋涂时间、微球悬浮介质的黏度、悬浮液中微球的数密度、旋涂衬底的可润湿性等因素均会影响旋涂组装胶粒薄膜的质量.在旋涂衬底能够被胶体微球悬浮介质完全润湿的前提下,适宜的胶体微球数密度、旋涂速度、旋涂时间是旋涂组装有序薄膜的必要条件. 关键词： 复合有序薄膜 分步旋涂 胶体微球模板     

旋涂法制备氧化锆介质层及其在薄膜晶体管中的应用

采用旋涂法制备了氧化锆介质层薄膜,重点讨论了退火温度以及旋涂转速对薄膜性能的影响及作用机制。研究发现高温后退火一方面使得氧化锆水合物脱水形成氧化锆,另一方面促使氧化锆薄膜结晶。此外,转速较高时,其变化对薄膜厚度及粗糙度无显著影响。当转速为5 000 r/min、退火温度为300℃时,制备的绝缘层厚度具有良好的厚度均匀性,粗糙度为0.7 nm,漏电流为3.13×10^-5 A/cm²（电场强度1 MV/cm）。最终,利用ZrO₂薄膜作为栅极绝缘层,在玻璃基板上制备了铟镓锌氧化物-薄膜晶体管（IGZO-TFT）,其迁移率为6.5 cm²/（V·s）,开关比为2×10⁴。     

旋涂法制备WO3薄膜电致变色性能

"智能窗"大规模推广顺应可持续发展潮流,三氧化钨(WO_3)是生产"智能窗"的一种重要电致变色材料,但调控WO_3薄膜电致变色性能机制仍待进一步研究。采用旋涂法制备WO_3薄膜,重点研究了溶液浓度和旋涂次数对调控WO_3薄膜电致变色性能的影响。通过表面轮廓仪测量薄膜厚度,X射线衍射(XRD)测量薄膜结晶情况,原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)分析薄膜表面形貌,光谱仪测量薄膜初始态、着色态和褪色态的透射率。实验结果表明,随着溶液浓度增加(0. 2～1. 0 mol/L),薄膜厚度从9. 7 nm增加到33. 3 nm,透射率调制能力从0%提升到37. 0%;多次旋涂薄膜厚度线性增长,线性拟合优度(R~2)达0. 98,5次旋涂后透射率调制能力达51. 3%。改变溶液浓度和旋涂次数都是调控薄膜透射率调制能力的有效手段,精准调控薄膜透射率调制能力对设计不同应用场景的电致变色器件具有重大意义。     

退火温度对旋涂法制备SnO_2薄膜性能的影响

采用旋涂法在玻璃基底上制备SnO_2薄膜,通过原子力显微镜(AFM)、X射线反射(XRR)、傅氏转换红外线光谱仪(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计、四探针、开尔文探针系统对薄膜的表面形貌、结构及光学特性、电学特性进行分析,探讨了退火温度对薄膜质量的影响及作用机制。研究发现:随着退火温度升高,薄膜厚度和有机成分杂质减小,薄膜密度递增,但薄膜表面粗糙度有所上升;当退火温度升高至500℃时,薄膜结构由非晶转变为结晶,其主要晶面为氧化锡的(110)、(101)和(211)晶面。旋涂法制备的氧化锡薄膜在可见光区域的平均透光率在90%以上,随着退火温度上升,薄膜在400～800 nm波段的透光率先减小后增大,薄膜的带隙宽度分别为3. 840 eV(沉积态薄膜)、3. 792 eV(100℃)、3. 690 eV(300℃)和3. 768eV(500℃);薄膜的电导率也随着退火温度升高而增加,在500℃时电导率高达916 S/m;薄膜的功函数先增大后减小,分别为(4. 61±0. 005) eV(沉积态薄膜)、(4. 64±0. 005) eV(100℃)、(4. 82±0. 025) eV(300℃)、(4. 78±0. 065) eV(500℃)。     

溶胶-凝胶旋涂法制备In-N共掺ZnO薄膜及其光学性能研究

ZnO是目前使用广泛的半导体材料,但本征ZnO存着在一定的缺陷,现通过溶胶-凝胶旋涂法分别以乙酸锌(Zn(CH3 COO)2?2H2 O)为锌源、硝酸铟(In(NO3)3?H2 O)为铟源、氯化铵(NH4 Cl)为氮源制备了In-N共掺的ZnO薄膜,由此来改善其相关性能.所制备样品的晶格结构、表面形貌、光学透过率及光学...     

MgF_2薄膜对荧光薄膜紫外响应灵敏度的增强特性研究

在光敏面上镀制荧光薄膜将紫外光转变为可见光,是提高CCD和CMOS图像传感器紫外响应灵敏度的一种有效方法。针对荧光薄膜入射界面的散射和反射损耗降低荧光发光强度的分析,研究在荧光薄膜上镀制增透膜和阻隔膜的灵敏度增强特性。采用真空热阻蒸发的镀膜方法分别制备了单层Lumogen荧光薄膜和MgF2/Lumogen复合膜。利用原子力显微镜,紫外可见近红外分光光度计,荧光光谱仪对两种样品的表面粗糙度,漫反射和透射光谱以及荧光发光光谱分别进行对比测试分析。结果表明:MgF2保护层降低了表面粗糙度,减小了入射界面的漫反射损耗,对500~700nm的可见波段具有明显增透作用,也增强了Lumogen薄膜对紫外波段受激发射的荧光强度;同时,MgF2薄膜的抗损伤及水汽隔离性能对荧光薄膜紫外响应能力具有保护作用,为延长紫外CCD薄膜及器件的工作寿命提供了有效手段。     

利用晕苯增强CCD紫外响应的实验研究

传统的电荷耦合器件(CCD),在400nm以下CCD的量子效率太低,而传统的基于CCD的紫外增强技术可以提高CCD对紫外波段的响应,但是存在光谱信号弱的缺点,并且系统分辨率也因此降低。一种自行研制的CCD紫外荧光增强技术,其创新在于去除CCD表面保护玻璃,通过真空镀膜的方法将晕苯直接沉积在CCD敏感元件表面,能有效地提高CCD的紫外响应度,并削弱薄膜对分辨率的影响。对于离散谱线,253.6nm波长的相对强度提高10倍。对于连续谱线,紫外波段的信号也得到明显增强,截止频率从290nm降至220nm。该种方法制作紫外CCD成本不高,可以实现批量生产,适合工业应用。     

Grazing incidence X-ray studies of ultra-thin Lumogen films

Lumogen^® Yellow S0790 films have been produced on silicon wafer substrates via physical vapour deposition (PVD) and spin-coating (SC) methods. These coatings were characterised with X-ray reflectometry (XRR) and grazing incidence X-ray diffraction (GIXD) techniques. The results show that ultra-thin (less than 12 nm) PVD films coat amorphously, with crystallinity becoming increasingly apparent with increasing film thickness. In contrast, measurements of ultra-thin (less than ∼2 nm) spin-coated films reveal a second, apparently stable crystalline structure.     

四新戊氧基酞菁锌旋涂膜的吸收光谱的温度特性

在玻璃基片上制备了四新戊氧基酞菁锌的旋涂膜,通过测定该薄膜在不同温度退火后的吸收光谱和Ｘ射线衍射谱图,研究了酞菁分子聚集体在薄膜中的变化。随着温度的升高,单体逐渐转变为聚集体;当温度升高到４００℃时,聚集体重又向单体转变,同时还伴随有体系内非晶→晶相→非晶的相变。     

InZnO薄膜透明导电的制备及其柔性的表征

利用激光脉冲沉积(PLD)技术在室温条件下将IZO薄膜生长在塑料衬底上,通过控制生长压强来调节薄膜的电学性质。然后对光电性质最优的薄膜进行了柔性测试,结果显示薄膜的内弯折半径小于9 mm后电阻会显著增加,对于弯折引起的电学性能的变化进行了初步的讨论。     

酞菁铜旋涂薄膜的形貌与光谱学性质研究

采用旋涂法制备了2,9,16,23-四-异丙氧基酞菁铜(CuPc(OC3H7-i)4)薄膜,利用AFM、UV-Vis和FT-IR对薄膜的表面形貌和光谱学性质进行了表征。薄膜表面结构是由约为216nm×55nm×4nm的清晰纳米畴组成,旋涂膜中酞菁铜分子是处于一种无序的状态,其Soret带吸收与氯仿溶液相比位置不变,而Q带的聚集体和单体的吸收峰红移约20nm。     

采用溶胶-凝胶法制备nc-Si/SiO2薄膜

溶胶-凝胶方法是近年发展起来的一种新型的材料制备技术，被广泛的应用于薄膜、均匀超细粉末和陶瓷涂层的制备中。本文以正硅酸乙酯(TEOS)为原料，在乙醇共溶剂和盐酸催化剂条件下，采用溶胶-凝胶方法制备含有纳米晶硅（nc-Si）的SiO2胶体溶液，通过旋涂法使溶剂迅速挥发而迅速凝胶化，经过适当温度的干燥和烧结制备了nc—Si／SiO2薄膜。探讨了胶体粘度、盐酸催化剂浓度、旋涂速度和时间对成膜质量的影响。给出了nc—S／SiO2薄膜的扫描电镜图像和表征nc-Si／SiO2薄膜组分的能谱图。     

航空摄影胶片与CCD信息量的研究

为了探寻航空摄影胶片与CCD相比的优势所在，计算了航空摄影胶片和CCD的信息量，时间自由度数Nt，空间自由度数Ns，颜色自由度数Nc，偏振自由度数Nw等．结果指出，普通国产1124航空摄影胶片信息量是3K×3K面阵CCD信息量的61倍，是9K×9K面阵CCD信息量的6．7倍．并根据CCD的分辨极限和成品率低的特点，得出了CCD的信息量将无法超越航空摄影胶片的结论．     

铜铟硫纳米晶/PMMA复合薄膜的制备与光学性质表征

铜铟硫(CuInS₂)纳米晶具有发射光谱宽、波长易于调控、量子产率高、合成成本低、容易与封装材料复合等优点,在远程白光LED结构中具有广阔的应用前景。远程白光LED结构是针对LED散热问题提出的一种新型封装结构,在这种结构中复合荧光涂层(复合薄膜)与蓝光芯片进行隔离封装,这种结构对复合薄膜中纳米晶的热稳定性的要求大大降低。首先合成出了不同发光波长的CuInS₂纳米晶荧光材料,然后将其封装到PMMA基质中制备了系列的CuInS₂纳米晶/PMMA复合薄膜。通过荧光光谱和紫外可见光谱的方法,针对纳米晶复合薄膜出现的发光波长红移以及不同发光波长纳米晶/PMMA复合薄膜透过率不一致的现象进行了详细研究。