全国服务热线0086-21-56778970

上海自动化仪表四厂
上海自动化仪表四厂
您所在的位置: 上海自动化仪表四厂 > 新闻中心 > 行业新闻

负刚度隔振有助于有机光电性能的光学光图案化研究

返回列表发布日期:2020-10-12 16:01:31    |    

在加利福尼亚大学/戴维斯分校,穆尔集团正在研究有机电子材料的图案形成和溶液处理,以用于诸如化学传感器,热电,晶体管,光伏和发光二极管等设备。

该集团直接致力于动态和结构测量方法的使用,以量化构图和溶液处理对器件架构和材料形态的影响。

塔克·默里(Tucker Murrey)是穆勒集团(MouléGroup)的已发表的作者和博士候选人,他正在积极地研究和设计用于有机光伏应用的可扩展光学图案化工艺。

大多数可工作的有机设备由几层材料组成,每层都具有特定的光学和/或电子功能。对于复杂的器件架构(例如有机场效应晶体管(OFET),有机光伏(OPV)和红绿蓝有机发光二极管(OLED)显示器),一种通用设计约束是它们需要横向和纵向图案化的多个组件,操作。

塔克·默里(Tucker Murrey),穆勒集团(MouléGroup)的出版作者和博士候选人

Murrey继续说道:“目前,许多组件都是由非柔性无机材料组成的。为了向所有有机电子设备提供灵活的解决方案,需要开发与溶液处理兼容的高精度垂直和横向构图方法。”

在塑料电子领域,大量研究已导致有机光伏(OPV)性能的空前发展和不断改进。

鉴于传统的光刻技术与聚合物半导体不兼容,因此迫切需要开发可扩展的光图案化方法,该方法能够以亚微米分辨率横向图案化有机半导体化合物。

塔克·默里(Tucker Murrey),穆勒集团(MouléGroup)的出版作者和博士候选人

“这种图案化工艺将能够构建旨在提高外部量子效率的复杂的OPV架构。具有亚微米分辨率的可扩展工艺来控制薄膜形貌将代表着一项重大发展,它将推动复杂的有机电子器件架构的发展。 ”继续。

光热投影光刻
Moulé集团正在开发一系列基于解决方案的技术,其中一种被称为具有亚衍射极限分辨率的用于聚合物半导体的光热投影光刻技术。

聚合物半导体将有机材料的化学加工性和机械柔韧性与无机半导体的许多电特性相结合。

与传统的金属半导体相比,这使得它们可以从溶液中大面积沉积,这大大降低了生产成本。像这样的发展激发了对高分辨率,低成本和高通量制造方法的需求的快速增长。

有机半导体是提供半导体功能的非金属材料,其基本组成部分是由氢和碳原子组成的聚合物。

这些导电聚合物本质上是电绝缘体,但是当电荷从电极注入或通过光激发或掺杂注入时,这些聚合物就会导电。掺杂是有意向本征半导体中添加杂质以调节其光学,结构和电学特性的地方。

在过去的一年中,我一直在扩大光学图案化工艺的规模,该工艺是我们团队开发的,用于使用这些材料制造微型电子设备。整个图案区域被限制为小于一平方毫米。现在,我们正在尝试将整个图案区域扩大到大约一平方厘米。

塔克·默里(Tucker Murrey),穆勒集团(MouléGroup)的出版作者和博士候选人

Murrey设计了独家的实验室规模光刻系统,该系统修改了Leica DM2700光学显微镜。替换掉LED照明源,以允许高功率(第4类)405 nm二极管激光器投射通过它。系统中内置了光学除斑器,准直透镜和激光扩束器。
图1.实验室独特的光刻系统,修改了Leica DM2700光学显微镜,更换了LED照明源,从而可以投射出大功率(第4类)445 nm二极管激光器。激光束被引导通过位于显微镜内部的光掩模图案,然后到达封装在密封溶剂中的半导体聚合物薄膜上。图片来源:加州大学戴维斯分校,穆尔集团

激光束通过位于显微镜内的光掩模图案聚焦,然后定向到半导体聚合物薄膜上。包含四氢呋喃((CH 2)4 O)的密封溶剂池用于容纳膜,该膜可保护溶剂的厚度并防止潜在有害溶剂的泄漏。光通过掩模投射,然后使用物镜将其投射到胶片上。

该光掩模由玻璃制成,该玻璃具有以独特图案沉积的铬。镀铬掩模被显微镜移动到其成像路径中,从而使其与显微镜的光学系统对准。当激光束通过时,光掩模的图像会投射到聚合物膜上,从而有选择地将膜加热到聚合物的溶解温度以上,并对膜进行构图。

相关故事
Minus K祝贺Minus K的2018年教育赠品的以下获奖者
负刚度隔振为洁净室应用提供了改进的性能
减号K技术的美国教育赠品
“这个想法是要在胶片中创建一个光阱结构。图案化的特征目前的尺寸约为4微米, ” Murrey说,“我们目前正在测试将其降至1微米以下。 ”

这对团队来说是一个挑战,主要是由于振动限制。

振动的影响
一系列因素会产生影响敏感的微米级仪器的振动。每个结构都会从内部和外部传播振动。仅在建筑物内,通风和供暖系统,电梯,风扇和泵只是产生振动的一些机械设备。

这些振动源对设备的影响程度取决于敏感仪器距这些源的距离以及设备在结构中的位置。

在建筑物外部,设备可能会受到附近建筑物的振动,飞机发出的巨大噪音,相邻道路交通的影响,甚至受到风和不同天气条件的影响,这些都会导致建筑物移动。

这些振动中有许多是低赫兹(Hz),并且会水平传播。由于水平建筑物引起的振动不太明显,因此振动隔离系统通常无法对此风险进行补偿,因此它们会直接传输到仪器中。

默里解释说:“我们的实验室位于加州大学戴维斯分校校园内一栋建筑的三楼,除了许多会产生振动的排风罩,学生和教职员工在建筑物内四处走动,门上的猛烈撞击也会产生微小的振动。中断了我们的实验。”

默里补充说:“在胶片上记录光掩模图案时,任何会振动光学系统或激光系统的东西都会使图像模糊。我们将无法记录精细的特征,当然也不能记录到一微米或更小。在这些微米和亚微米级别,对于我们的光学图形系统,隔振的必要性变得至关重要。 ”

负刚度隔振
一个负刚度振动隔离在其调查选择由该MOULE集团。Minus K Technology开发了负刚度隔振。

该公司是微型硬度测试仪,扫描探针显微镜以及其他对振动敏感的设备和仪器的主要制造商的OEM供应商,例如在测试航天器的零重力模拟时。

Minus K Technology的隔离器已在50个国家/地区的300多个政府实验室和大学中使用。

这些振动隔离器不需要压缩空气或电力,并且结构紧凑,这意味着敏感的仪器可以安装在实验室或生产设施所在的任何地方。没有泵,腔室或电动机,也不需要维护,因为没有任何东西可能会磨损。它们完全以被动机械模式运行。

负刚度隔离器的一个强大优点是,它们在多个方向上都具有很高的隔离度。这些隔离器提供了灵活性,可以针对应用定制水平和垂直至0.5 Hz *的谐振频率(某些版本的水平至1.5 Hz)。

*请注意,对于固有频率为0.5 Hz的隔离系统,隔离开始于0.7 Hz,并且随着振动频率的增加而提高。固有频率被更频繁地用来描述系统的性能。

Minus K Technology的总裁兼创始人,负刚度隔离器的发明者David Platus博士解释说:“垂直运动隔离是通过支撑负重的刚性弹簧提供的,并具有负刚度机制。”

Platus继续说道:“在不影响弹簧静态负载支撑能力的情况下,使其净垂直刚度非常低。与垂直运动隔离器串联的梁柱可提供水平运动隔离。梁柱的作用就像是弹簧,加上负刚度机制。结果是紧凑的无源隔离器能够具有非常低的垂直和水平固有频率以及很高的内部结构频率。”

负刚度隔离器可提供极高的性能,如透过率曲线所量化。振动传递率可测量相对于输入振动通过隔离器传递的振动。修改为0.5 Hz时,负刚度隔离器在10 Hz时的隔离效率估计为99.7%,在5 Hz时为99%,在2 Hz时为93%。

性能
负刚度隔离器的性能为实验室带来了很多好处。“使用至今已有一年多,我们没有任何实验因振动问题而中断, ” Murrey总结说,“我们需要振动隔离台来隔离我们的光学图案形成系统,并使我们能够进行微米级的研究。下一级。 ”相关产品推荐:雷达液位计电磁流量计金属管浮子流量计孔板流量计磁翻板液位计差压变送器磁翻板液位计厂家

下一篇:氧气服务中的仪器散装物料要求上一篇: 电磁阀进行故障在线测试所需的设计和配件