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本成果以原有的直寫型3D打印技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)于現(xiàn)有3D打印技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便，高效的微結(jié)構(gòu)構(gòu)筑技術(shù)。實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)納米晶器件的高效構(gòu)筑，進(jìn)一步提升器件的光溢出效率。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 成果源于國(guó)家自然科學(xué)基金“異價(jià)摻雜量子點(diǎn)的合成、聚合物基復(fù)合塊體3D打印制造與性能研究”，項(xiàng)目編號(hào)51872030。本成果以原有的直寫型3D打印技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)于現(xiàn)有3D打印技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便，高效的微結(jié)構(gòu)構(gòu)筑技術(shù)。實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)納米晶器件的高效構(gòu)筑，進(jìn)一步提升器件的光溢出效率。傳統(tǒng)發(fā)光器件由于器件材料的折射率高于空氣，光從器件內(nèi)部向空氣傳播時(shí)，部分光會(huì)在器件的內(nèi)表面發(fā)生全反射，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效的光溢出效果。2017年，Nature Photonics上報(bào)道的塊體熒光器件內(nèi)部發(fā)出的光大量的在器件邊緣聚集（75%），正面與背面光溢出量的總和僅僅為25%(Nature Photonics, 2017,11,177-185.)。本成果以器件內(nèi)部微結(jié)構(gòu)構(gòu)筑為基礎(chǔ)，通過(guò)微結(jié)構(gòu)在器件內(nèi)部的全反射界面構(gòu)筑，改變光在材料內(nèi)部的傳輸路徑，實(shí)現(xiàn)器件正面的光溢出效果增強(qiáng)。 本專利的高光溢出效果可以廣泛的應(yīng)用于激光器、LED照明領(lǐng)域，提升能源利用效率。目前本專利可以將塊體材料單側(cè)約為~25%的溢出效率提升至~80%，約為3.2倍的提升。保守估計(jì)將此技術(shù)用于實(shí)際器件中，可以實(shí)現(xiàn)2倍以上的提升，這就意味著對(duì)于能源的消耗可以降低至原有的50%。照明約占全球能源消耗的15%-19%，全球溫室氣體排放的5%-6%。據(jù)統(tǒng)計(jì)2021年，全球照明市場(chǎng)總市值達(dá)到8089億元。照明技術(shù)是任何一個(gè)國(guó)家與地區(qū)都不可或缺的，高效的照明技術(shù)不僅可以為解決全球的能源危機(jī)提供有效解決途徑，同時(shí)為減少碳排放作出巨大貢獻(xiàn)，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明公開(kāi)了一種微型皮拉尼計(jì)與體硅器件集成加工的方法。集成加工的方法包括：在硅基片正面制備體硅器件所需的絕緣層及電路引線；在硅基片的背面或正面沉積一層絕緣隔熱材料，刻蝕去除其四周部分得到絕緣隔熱層；在絕緣隔熱層上制備加熱體和電極；在沒(méi)有加熱體的一面制備圖形化的光刻膠掩膜；在有加熱體的一面沉積金屬膜；將金屬膜粘貼在表面有氧化層的硅托片上；對(duì)有光刻膠掩膜的一面進(jìn)行感應(yīng)耦合等離子體干法刻蝕，刻穿硅基片；去除光刻膠掩膜和金屬膜，得到集成結(jié)構(gòu)。本發(fā)明能有效提高皮拉尼計(jì)的制備與其它工藝的兼容性，解決皮拉尼計(jì)與體

課題組基于NiO生長(zhǎng)工藝和異質(zhì)PN的前期研究基礎(chǔ)（Weibing Hao, et.al., Applied Physics Letters, 118, 043501, 2021），設(shè)計(jì)了結(jié)終端擴(kuò)展結(jié)構(gòu)（Junction Termination Extension, JTE），并優(yōu)化退火工藝，成功制備出耐高壓且耐高溫的氧化鎵異質(zhì)結(jié)二極管。

傳統(tǒng)PZT壓電陶瓷應(yīng)用廣泛，但在居里溫度較低，環(huán)境溫度較高時(shí)，PZT陶瓷樣品極易退極化。隨著壓電材料的應(yīng)用范圍的進(jìn)一步拓展，一些極端條件對(duì)壓電陶瓷的應(yīng)用提出了新的挑戰(zhàn)。北京大學(xué)工學(xué)院實(shí)驗(yàn)室利用高居里點(diǎn)的鈧酸鉍 - 鈦酸鉛壓電陶瓷制備了基于 d31模式和d33模式的應(yīng)用于高溫環(huán)境中的壓電振動(dòng)能量回收器，器件可以穩(wěn)定地工作在 150℃以上的高溫環(huán)境中。高溫下由于電疇被活化，器件的壓電系數(shù)和相應(yīng)的輸出功率比室溫時(shí)提高一倍以上。 與壓電能量回收器不同的是，壓電驅(qū)動(dòng)器是一種利用壓電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能實(shí)現(xiàn)納米級(jí)驅(qū)動(dòng)的器件，壓電驅(qū)動(dòng)器利用壓電材料的準(zhǔn)靜態(tài)逆壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)10微米至100微米的微小位移；同時(shí)，還可以利用壓電陶瓷的高溫諧振動(dòng)效應(yīng)制備高溫壓電馬達(dá)。

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?  成果簡(jiǎn)介：利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的高離心力對(duì)在高承載環(huán)境下使用的器件進(jìn)行加載試驗(yàn)，采用成熟試驗(yàn)技術(shù)方法和檢測(cè)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)微小型機(jī)械結(jié)構(gòu)件和電子器件、加速度傳感器在高承載環(huán)境下的高載荷試驗(yàn)和標(biāo)定。該設(shè)備最高加速度實(shí)驗(yàn)值：8萬(wàn)g，最高加速度標(biāo)定值：1萬(wàn)g，實(shí)驗(yàn)對(duì)象最大回轉(zhuǎn)半徑：50mm，加速度實(shí)驗(yàn)精度：3%，標(biāo)定精度：6%，實(shí)驗(yàn)對(duì)象尺寸：實(shí)驗(yàn)件最大尺寸長(zhǎng)度≤18mm，實(shí)驗(yàn)件三維尺寸處于直徑D=18，高度H=15的圓柱體范圍里。適合鋼、鋁及銅質(zhì)等各種材質(zhì)加工的，在高承載環(huán)境下工作

共軛聚合物因其柔性、可溶液加工、低成本等優(yōu)點(diǎn)，在柔性顯示、電子皮膚和生物傳感等功能器件中有潛在的應(yīng)用價(jià)值。高均勻性的大面積加工是共軛聚合物作為有機(jī)半導(dǎo)體材料向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化的重要一步，但具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性。由于共軛聚合物的分子間強(qiáng)相互作用和復(fù)雜的鏈纏結(jié)，溶液加工過(guò)程中往往產(chǎn)生結(jié)晶與無(wú)定形區(qū)域、排列缺陷、厚度變化等非均勻性現(xiàn)象，限制了共軛聚合物的大面積加工。即使在稀溶液中，共軛聚合物分子之間仍具有一定程度的聚集。因此，如何通過(guò)調(diào)控聚合物從溶液到固相薄膜的聚集行為和組裝過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)共軛聚合物的大面積加工，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“從下而上”器件加工方式，成為了很有挑戰(zhàn)性的科學(xué)問(wèn)題。本研究實(shí)現(xiàn)了聚合物單分子薄膜大面積加工，并獲得了優(yōu)異的電子傳輸性能，有望應(yīng)用于加工制備大面積、高性能的有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。  共軛聚合物由于分子之間的π?π相互作用和鏈段纏結(jié)，在溶液中形成了特征的1D蠕蟲(chóng)狀組裝結(jié)構(gòu)，組裝體在溶液加工過(guò)程中進(jìn)一步的生長(zhǎng)，形成了網(wǎng)絡(luò)狀組裝結(jié)構(gòu)，最終通過(guò)沉積方法可以在基底上形成2D聚合物單分子層網(wǎng)絡(luò)（圖1）。研究人員首先通過(guò)混合溶劑策略調(diào)控氟代苯并二呋喃二酮（F4BDOPV）片段與聯(lián)二噻吩（2T）片段形成的共軛聚合物（F4BDOPV-2T）在溶液中組裝行為，并通過(guò)垂直提拉法表征了沉積薄膜的形貌。原子力顯微鏡（AFM）高度圖表明在氯仿溶液中沉積得到的薄膜具有特征的網(wǎng)絡(luò)狀形貌，且厚度在很大的實(shí)驗(yàn)加工窗口內(nèi)均保持聚合物單分子層量級(jí)（約4 nm）。薄膜吸收光譜、AFM高度以及掠入射X射線散射證明了聚合物單分子層的厚度，且表明單分子層的形成具有寬的加工窗口。聚合物單分子層的形成與基底的性質(zhì)關(guān)系較小，在具有不同接觸角的基底均可以沉積得到聚合物單分子層網(wǎng)絡(luò)。寬的加工窗口和弱的基底相關(guān)性非常有利于加工大面積和高均勻性的聚合物薄膜。

本實(shí)用新型提供了一種基于氯化綱水溶性薄膜的OLED器件，由下至上依次 包括透明陽(yáng)極IT。基底、氯化摑水溶性薄膜、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸 層、電子注入層和陰極,所述的氯化綱水溶性薄膜的制備方法包括以下步驟：步 驟一、將粉末狀的氯化錮溶解于去離子水中得到混合溶液；步驟二、將上述混合 溶液旋涂在ITO基底表面上，退火得到氯化綱水溶性薄膜。該結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)在于:不 僅制備方法簡(jiǎn)單,成本彳氐廉,環(huán)境友好,而且能夠有效的提高陽(yáng)極界面載流子的 注入效率，提高OLED器件的光電性能。本實(shí)用新型屬于有機(jī)電致發(fā)光器件領(lǐng) 域，特別涉及一種基于氯化綱水溶性薄膜的OLED器件。

“虛擬工藝”軟件可由標(biāo)準(zhǔn)工藝流程文件和掩膜版圖文件，模擬出所要加工的MEMS器件的真實(shí)三維結(jié)構(gòu)，具有良好的通用性和精度。下圖為自主開(kāi)發(fā)的“虛擬工藝”軟件生成的微夾鉗三維結(jié)構(gòu)。 “虛擬運(yùn)行”軟件對(duì)器件的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行仿真，并與最初設(shè)計(jì)方案比較來(lái)指導(dǎo)和修正實(shí)際加工。下圖顯示了微夾鉗的虛擬運(yùn)行結(jié)果，圖中的器件顏色表示了器件運(yùn)動(dòng)時(shí)的劇烈程度，紅色表示變形最劇烈的部分，淡藍(lán)色表示變形較小的部分。

本工作中，基于安徽大學(xué)微納加工平臺(tái)以及香港科技大學(xué)納米系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)制造中心聯(lián)合制造出了兩款氮化鎵功率器件，分別實(shí)現(xiàn)了電壓驅(qū)動(dòng)/電流驅(qū)動(dòng)的柵極結(jié)構(gòu)，為后續(xù)的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和研發(fā)提供了器件技術(shù)支持；工作中也同時(shí)提出了兩種結(jié)構(gòu)在高溫下的穩(wěn)定性模型，為進(jìn)一步提升氮化鎵器件的性能以及可靠性打下了基礎(chǔ)。