用于柔性电子器件的有机/无机薄膜封装技术研究进展

有机/无机薄膜封装技术被广泛用于有机发光二极管(OLED)、量子点显示及有机光伏等领域,是一种新型的柔性封装技术。综述近年来有机/无机薄膜封装技术的发展趋势,首先概述了传统硬质盖板封装方式与薄膜封装方式的发展及其优缺点。其次,系统地总结了有机/无机薄膜的制备方法,如原子层沉积、等离子体化学气相沉积等,详细阐述了不同制备方法的原理及其应用。再次,讨论了薄膜的微观缺陷、内应力,以及材料界面工程对有机/无机薄膜封装性能的影响,分析总结了有机/无机封装薄膜制备的技术要点,如采用基底表面预处理、引入中性层、调节层间应力等方式获得优质的封装薄膜。最后,探究了有机/无机封装薄膜的内在阻隔机理,提出气体在有机/无机薄膜中的传输方式以努森扩散为主,并总结了提高薄膜封装的策略,即延长气体扩散路径、“主动”引入阻隔基团及薄膜表面改性。提出了未来薄膜封装技术面临的问题,拟为柔性电子器件封装技术的发展提供一定参考。

超高水氧阻隔膜研究进展

在柔性电子领域,如有机薄膜太阳能电池、OLED显示、量子点显示等封装时都需要对水氧具有超高阻隔性的薄膜。针对超高水氧阻隔膜制备工艺现状,为提高阻隔膜性能指标,满足快速发展的柔性电子封装技术需求,本文分析了基底材料对水氧阻隔膜性能指标的影响,综述了超高阻隔膜叠层制备技术,为开展超高阻隔膜研究与产业开发提供依据,并对后续技术发展进行了展望。

有机半导体器件的真空镀膜技术

重点论述了在P-Si基底上通过真空沉积技术制备PTCDA/P-Si光电探测器的制备工艺和光电性能.所制备的PTCDA/P-SI有机光电探测器具有良好的稳定性及可靠性,总体性能高于进口的无机半导体光电探测器.

大面积柔性基底上薄膜的镀制、性能研究与应用

描述了ＴＯ透明导电薄膜在柔性基底上沉积工艺的优化及薄膜的性能研究。着重论述了Ｋａｐｔｏｎ基底ＴＯ导电薄膜和Ａｌ等金属反射膜的研制，耐空间稳定性能的评估方法和试验结果，以及各种柔性基底透明导电薄膜的应用前景。通过该金属氧化物薄膜表面形貌分析及空间环境稳定性试验，证明所镀制的ＴＯ膜具有很好的空间环境稳定性能。

半球形基底镀膜膜厚均匀性理论分析

对特殊的非平面基片-半球表面上镀制薄膜的膜厚均匀性进行了理论分析研究。首先,推导了半球面静止时球面各点的膜厚方程以及此时半球面能够镀膜的区域。然后推算了半球表面沿通过球心竖直方向的轴转动后球面各位置处的膜厚方程,另外当蒸发源与球心的水平距离小于半球面半径时,存在一定区域无法镀膜,对该区域进行了理论计算。最后通过计算相对膜厚分析了半球表面膜层厚度分布情况。选择合适的蒸发源与基底间的几何配置可获得小范围内相对较为均匀的镀膜区域。该研究工作对半球面这种复杂的非平面基片上镀膜膜厚均匀性研究工作具有理论指导意义,同时对改善此种表面上的膜厚分布研究提供了相关的理论依据。

太阳帆航天器研究进展及其关键技术分析

简要阐述了太阳帆航天器的概念、推进原理,并对其技术特性、应用优势进行了分析。介绍了太阳帆航天器的研究现状,重点阐述了国外成功案例的具体细节,总结了国外对于太阳帆航天器的最新研究计划,分析了未来太阳帆航天器的发展趋势。随后重点讨论了太阳帆航天器结构设计技术、大面积薄膜制备技术、姿态控制技术、折叠展开技术以及地面试验技术等关键技术,总结分析了国内外对太阳帆各关键技术的解决策略及方法,为我国在该领域开展相关研究提供技术参考。

空间辐射与原子氧环境对导电型热控薄膜性能影响

对研制的导电型柔性(Kapton基)热控薄膜光、电、热性能及在空间环境辐照与原子氧环境作用下的稳定性作了探讨。研究表明,低面电阻值TO膜的稳定性明显优于高面电阻值TO膜,Ge/Kapton膜的面电阻与高面电阻值TO膜相当(107～109Ω/□),但稳定性明显优于高面电阻值TO膜,环境作用对导电型热控薄膜的太阳吸收率αs、热发射率ε的影响不大。

氮化碳薄膜的应用研究

探讨了氮化碳(CNx)薄膜在空间领域中的应用.用电子束蒸发离子束辅助沉积的方法制备的氮化碳薄膜,对其结构和成分进行了分析,并用地面模拟设备进行了耐原子氧腐蚀和防冷焊试验,结果表明氮化碳薄膜具有较好的防冷焊性能,掺有Ti和Sn的碳氮膜具有很好的防原子氧性能.

氧在La/SrMnO3(001)表面吸附、解离和表面扩散的第一性原理

采用基于密度泛函的第一性原理的方法,同时结合Nudged Elastic Band方法,系统研究O原子和O2分子在La/SrMnO3(001)表面的吸附过程。给出O2分子在MnO2、LaO和SrO外表面的解离路径和势垒;研究O原子在三种表面的扩散过程,计算出各扩散路径的势垒和最稳定的吸附位置的基本情况。在此基础上,通过比较解离、扩散和放氧环节的激活能数据,提出O2的解离和表面放氧过程均为速率控制步骤。进一步为La/SrMnO3作为固体阴极材料时决定性能的第一步吸附反应提供理论数据的支持.

柔性衬底上铝背电极制备及相关特性研究

采用射频磁控溅射技术在聚酰亚胺柔性衬底上制备硅基薄膜太阳能电池用铝背电极,研究了不同溅射功率和工作气压条件对铝电极薄膜性能的影响.利用原子力显微镜分析表征了薄膜的表面形貌和粗糙度,薄膜的电学性能和光学性能分别采用四探针测量仪和紫外可见近红外分光光度计进行分析表征.测试结果表明:随着溅射功率的增加,薄膜表面均方根粗糙度迅速增加,漫反射率提高,薄膜的最高平均漫反射率高达70%;同时薄膜电阻率降低.工作气压为0.5Pa时所制备的薄膜具有较低的电阻率和良好的漫反射率.综合考虑薄膜的电学性能与光学性能,薄膜的最佳制备条件为溅射功率300～450W、工作气压0.5Pa.

基于PECVD方法制备的透明硅氧烷(SiOxCyHz)阻隔薄膜特性研究

柔性、透明的高阻隔性薄膜在有机太阳能薄膜电池、柔性有机发光二极管、电子纸和真空绝热板等领域都有需求。采用对电极辊结构的等离子体增强化学气相沉积方法,卷对卷的方式在聚酯(PET)基膜上,以硅醚(HMDSO)为单体,氧气(O;)为反应气体,制备了柔性硅氧烷(SiOxCyHz)薄膜。研究了膜厚,氧气/单体比例、压力等参数对透水率(WVTR)的影响规律、测试了膜层的组分、透射光谱、应力等特性。研究结果表明,透水率随硅氧烷薄膜厚度增大而减小,随氧气/单体比例增大而减小,随压力减小而增大。500 nm厚的硅氧烷薄膜透水率低于5×10;g/(m;·day),可见光谱段(380-760 nm)透光率达到88.6%,表面粗糙度为1.8 nm,薄膜应力随薄膜厚度增加显著增大。

ECR-PECVD制备n型微晶硅薄膜的研究

用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积(ECR-PECVD)的方法制备了磷掺杂微晶硅薄膜材料。通过Hall,Raman光谱和XRD的测试分析,研究了衬底温度和磷烷流量对掺杂薄膜组织结构和电学性能的影响。根据AFM照片分析了薄膜的表面形貌,进而推测了薄膜的内部组成。实验发现:衬底温度在250℃时,磷烷的加入会大大降低薄膜的晶化率。衬底温度提高到350℃后这种影响明显下降。薄膜的载流子浓度和电导率受薄膜晶化率影响明显,衬底温度的升高对薄膜电学性能提高有较大帮助。

LaMnO_3/SrMnO_3超晶格应变下的电磁性质

采用基于第一性原理的密度泛函理论研究正交超晶格结构LaMnO3/SrMnO3(LMO/SMO)晶格结构、轴向应变及电磁结构的影响.理论计算结果表明,LMO/SMO随a、b、c及ac方向的轴向应变变化均是铁磁性状态比反铁磁性状态更稳定.Sr掺杂后,LMO正交结构仍保留明显的晶格畸变,SMO的面心立方结构的晶格畸变增加,Mn的3d态及O的2p态在不同的轴向应变下更加复杂.Mn的3d态轨道分波态密度随着负应变的增大,自旋向上和自旋向下态密度趋向于对称,磁性趋向于零.

添加稀土Nd改善金刚石/铜复合材料界面

目的添加稀土Nd改善金刚石/铜复合材料界面间的缺陷,抑制金刚石与铜之间的弱润湿性,增强复合材料的界面结合。方法采用放电等离子烧结(SPS)技术制备含有不同质量分数Nd的镀钛金刚石/铜复合材料,采用扫描电子显微镜观察界面处的微观形貌,采用X射线衍射仪和X射线能谱仪分析界面处组织,采用排水法测试复合材料的密度和致密度。结果添加稀土Nd后,金刚石-铜两相界面间促生了Cu_5Nd、NdCu_2、Cu_3Ti等相。界面间的Cu_5Nd、NdCu_2、Cu_3Ti、TiC填补了镀钛金刚石/铜复合材料界面处原有的空隙、孔洞等缺陷。未添加稀土Nd的镀钛金刚石/铜复合材料的密度为4.589 g/cm^3,致密度为81%;添加3wt%的Nd元素后,镀钛金刚石/铜复合材料的密度和致密度分别达到了5.569 g/cm^3和98%,密度较未添加Nd的复合材料提升了21%。随着Nd含量的增加,金刚石-铜界面间的缺陷逐渐减少,界面结合效果逐渐转好。结论稀土Nd极大地改善了镀钛金刚石/铜复合材料两相界面处的缺陷,很好地修饰了原本润湿性较差的金刚石-铜两相界面。添加Nd元素后,复合材料两相界面结合紧密。

航天器柔性热控薄膜研究现状

柔性热控薄膜材料广泛应用于各种航天器平台,其性能对维持航天器正常工作环境至关重要。本文针对空间热控技术发展要求,综述了国内外柔性热控薄膜材料的技术指标以及应用现状。介绍了国内外各种航天器上普遍应用的一次表面镜、二次表面镜、腐蚀防护膜和热控带等柔性热控材料的工作原理及应用范围,并对国内外典型柔性热控产品性能进行了对比。并介绍了相变热控材料、CCAG热控薄膜等新型智能柔性热控材料的研究情况。

卫星柔性热控材料性能及其稳定性研究

阐述热控材料的性能以及它在空间模拟环境下的稳定性。测试表明所镀制的产品其光、热、电性能很好 ,且在模拟空间环境下 ,如电子辐照、紫外辐照、原子氧作用以及湿热环境下其稳定性能优良。AFM分析表明 ,镀膜方法和工艺对制备高质量TO膜和高反射Al膜十分重要。

氧离子能量对离子束辅助沉积Al_2O_3薄膜的结构及光学性能的影响

利用氧离子束辅助脉冲反应磁控溅射技术在聚酰亚胺基底上沉积Al2O3薄膜。这项技术在溅射高纯铝靶材的同时利用低能氧离子进行氧化来控制薄膜的化学配比。研究了薄膜沉积过程中离子束辅助的作用以及离子束放电电压对Al2O3薄膜的化学成分、结构、表面形貌、光学性能以及沉积速率的影响。结果发现,离子束放电电压对薄膜的化学成分具有显著影响,当电压增加到200 V,薄膜已基本达到完全化学计量比且薄膜为非晶结构;薄膜表面粗糙度随着离子束放电电压的增加而减小,当电压达到300V时,薄膜具有最小的表面粗糙度;通过对Al2O3薄膜透射谱的测量,分析薄膜的光学特性,获得了薄膜的光学常数随离子束放电电压的变化规律,发现氧离子束辅助沉积的薄膜具有较高的折射系数和较低的消光系数;另外,薄膜的沉积速率在电压增加到300V时达到最大值70 nm/min,是未采用离子束辅助时沉积速率的5倍。

新型星用导电型 Kapton 基热控材料

介绍了一种新型导电型Ｋａｐｔｏｎ基热控材料，其导电层采用了ＴＯ（氧化锡）膜。这种ＴＯ膜具有很高的光学透明度，方阻在１０４Ω～１０６Ω范围内，可有效地抑制卫星表面的充放电现象。经过８２００ｈ太阳当量紫外辐照后，ＴＯ／Ｋａｐｔｏｎ／Ａｌ热控材料的αｓ相对变化率Δαｓ／αｓ仅为６．７％。在ＴＯ／Ｋａｐｔｏｎ与Ｋａｐｔｏｎ试样的８０００ｈ的紫外辐照对照实验中，表明ＴＯ膜具有明显的紫外辐射防护功能。在－１９６℃～＋１００℃冷热循环１００次试验后，αｓ几乎无变化，膜电阻值仅增大一倍，在ＲＨ＞９５％、（５０±２）℃环境下放置２４ｈ后，试样膜面无变化，也没有膜与Ｋａｐｔｏｎ基底相剥离的现象发生。最后给出长６ｍ，宽０．５ｍ的产品上αｓ的分布测量结果，表明产品的αｓ均匀性是好的。

柔性热控材料性能的实验方法研究

简略回顾了导电膜和热控材料的制备工艺研究、批量生产技术与设备建立的情况。着重讨论了导电型Kapton基热控材料的性能及其在空间环境中性能稳定性实验方法、实验结果 ,并与进口同类材料的稳定性作了比较。通过一系列性能稳定性评估研究 ,充分说明国产热控材料不仅在总体性能上可以与进口同类材料相媲美 ,而且在紫外辐照、电子辐照、湿热、原子氧等环境中稳定性优于同类进口材料。对这一结果所进行的AFM分析表明制备方法与工艺对热控材料的性能是至关重要的。

Al_2O_3薄膜的性能、制备与应用

概述了Al_2O_3薄膜的组织结构和性能特性;系统叙述了Al_2O_3薄膜的多种制备方法,包括真空蒸发法、直流反应磁控溅射法、射频磁控溅射法、射频反应磁控溅射法、中频反应磁控溅射法、脉冲反应磁控溅射法、离子束辅助沉积法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法和溶胶-凝胶法,并综合比较了各种制备工艺的优缺点;最后阐述了Al_2O_3薄膜在机械涂层、光学领域、微电子领域的应用。