一种利用局部应力制备二维柔性发光阵列的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用局部应力制备二维柔性发光阵列的方法，包括以下步骤：(1)采用柔性材料作为衬底；(2)在衬底上沉积一层金属材料；(3)对步骤(2)中沉积金属材料后的衬底进行微波退火，使得金属材料在衬底上形成金属岛；(4)继续在步骤(3)形成的金属岛上转移一层二硒化钨层，即完成。与现有技术相比，本发明专利技术可以实现对于发光阵列中发光单元进行控制和选择，同时，器件可随意弯曲折叠，在弯折后器件的电学性能保持不变，满足在某些极限或特殊情况下的应用需求，更可满足便携式电子产品对小型化电源的技术需求。

A method for fabricating two-dimensional flexible light-emitting arrays using local stress

The invention relates to a method for fabricating two-dimensional flexible light-emitting arrays using local stress, which includes the following steps: (1) using flexible materials as substrates; (2) depositing a layer of metal materials on the substrates; (3) microwave annealing of the substrates after depositing metal materials in step (2) forming metal islands on the substrates; (4) continuing to transfer one metal island formed in step (3) forming metal islands. The layer of tungsten selenide is completed. Compared with the existing technology, the invention can realize the control and selection of the light-emitting unit in the light-emitting array. At the same time, the device can be bended and folded at will, and the electrical performance of the device remains unchanged after bending, so as to meet the application requirements under certain limits or special circumstances, and can also meet the technical requirements of portable electronic products for miniaturized power supply.

【技术实现步骤摘要】
一种利用局部应力制备二维柔性发光阵列的方法
本专利技术属于柔性电子制备
，涉及一种利用局部应力制备二维柔性发光阵列的方法。
技术介绍
半导体光电器件是指把光和电这两种物理量联系起来，使光和电互相转化的新型半导体器件。即利用半导体的光电效应(或热电效应)制成的器件。但是这种发光器件若要发光，照射光的能量必须大于禁带宽度；而且由于器件材料的禁带宽度一致，发光条件相同，因此无法控制器件的发光部位。如中国专利ZL201510016315.X公开的一种柔性发光器件阵列及其制作方法，其包括：一位于同一衬底上的多个发光器件单元和柔性支撑衬底，所述柔性支撑衬底具有中腔体体，所述腔体中填充有液体，用于散热；在所述柔性支撑衬底的表面形成柔性导电的焊盘和互连线；所述多个发光器件单元通过第一电极和第二电极与柔性支撑衬底上的焊盘电连接，相邻发光器件单元之间通过所述互连线串联或并联，且去除衬底。此外，二硒化钨体材料为间接带隙半导体，其带隙宽度为1.2eV，由于量子约束效应，随着层数的减少，二硒化钨的带隙宽度持续增加，当厚度减少为单层时，二硒化钨由间接带隙转变为直接带隙。然而对于二层原子层厚度的二硒化钨，它的间接带隙宽度略低于直接带隙宽度。但在应力的作用下，直接带隙和间接带隙的能隙变化不同，间接带隙宽度基本不变，直接禁带宽度变小。所以，在应力处直接带隙宽度的减小与无应力的宽禁带之间就形成了量子阱结构。用激光辐照量子阱，可以使应变层中产生电子和空穴对。通常情况下，电子会与空穴结合，放出光子。因此，受应力地方会发光。本专利技术正是基于上述背景而进行研究的。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用局部应力制备二维柔性发光阵列的方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种利用局部应力制备二维柔性发光阵列的方法，包括以下步骤：(1)采用柔性材料作为衬底；(2)在衬底上沉积一层金属材料；(3)对步骤(2)中沉积金属材料后的衬底进行微波退火，使得金属材料在衬底上形成金属岛；(4)继续在步骤(3)形成的金属岛上转移一层二硒化钨层，即完成。进一步的，步骤(1)中，所述的柔性材料选自聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的一种。进一步的，步骤(2)中，所述的金属材料为金。进一步的，步骤(2)中，金属材料的厚度为20-50nm。进一步的，步骤(3)中，微波退火的工艺条件为：微波功率2000-5000瓦，退火时间1-10分钟。如果退火时间过长，或者功率过高，衬底会因加热而导致弯曲变形。进一步的，步骤(4)中，二硒化钨层的厚度为二层原子层。本专利技术的工作原理如下：由于二硒化钨在金属岛上会受到张应力，在有应力的地方，二硒化钨禁带宽度Eg小，在金属岛间隙的地方，二硒化钨因为不受应力，所以二硒化钨的禁带宽度Eg相对有应力的地方较大，这样便形成量子阱结构。当外界辐照时，由于量子阱中载流子的复合效应，导致器件发光。与目前通用的半导体发光器件相比，本专利技术具有的有益效果是：(1)本专利技术中采用的二维衬底，非常灵活，故本专利技术可随意弯曲折叠，在弯折后器件的电学性能保持不变，满足在某些极限或特殊情况下的应用需求，更可满足便携式电子产品对小型化电源的技术需求。(2)本专利技术中采用金属金进行淀积，微波退火后，金膜吸收热量，产生表面张力，形成金属岛。(3)本专利技术中采用的二硒化钨，在应力的作用下，直接带隙和间接带隙的能隙变化不同，间接带隙宽度基本不变，直接禁带宽度变小。所以，随着应力处直接带隙宽度的减小，就形成了量子阱。用激光辐照量子阱，可以使应力层产生电子和空穴对。通常情况下，电子会与空穴结合，释放出光子。因此，选择对不同位置进行辐照，可以实现对发光阵列中的发光单元进行控制和选择。附图说明图1为本专利技术所制备的二维柔性发光阵列的结构示意图；图中标记说明：1-衬底，2-金属材料，3-金属岛，4-二硒化钨层。具体实施方式下文结合特定实例说明的实施方式，此处的实施例及各种特征和有关细节将参考附图中图示以及以下描述中详述的非限制性实施例而进行更完整的解释。省略众所周知的部件和处理技术的描述，以免不必要的使此处的实施例难以理解。在制作所述结构时，可以使用半导体工艺中众所周知的传统工艺。此处使用的示例仅仅是为了帮助理解此处的实施例可以被实施的方式，以及进一步使得本领域技术人员能够实施此处的实施例。因而，不应将此处的示例理解为限制此处的实施例的范围。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术所制备的二维柔性发光阵列的结构如图1所示，其包括衬底1、沉积在衬底1上的金属材料2、微波退火处理金属材料2后形成的金属岛3，以及转移在金属岛3上的二硒化钨层4。上述结构的二维柔性发光阵列可以通过以下实施例中的方法制备得到。实施例1一种利用局部应力制备二维柔性发光阵列的方法，包括以下步骤：(1)采用柔性材料作为衬底；(2)在衬底上沉积一层金属材料；(3)对步骤(2)中沉积金属材料后的衬底进行微波退火，使得金属材料在衬底上形成金属岛；(4)继续在步骤(3)形成的金属岛上转移一层二硒化钨层，即完成。本实施例中，步骤(1)中，柔性材料为聚酰亚胺。步骤(2)中，所述的金属材料为金，厚度为20-50nm。步骤(3)中，微波退火的工艺条件为：微波功率2000-5000瓦，退火时间1-10分钟。。步骤(4)中，二硒化钨层的厚度为二层原子层。实施例2与实施例1相比，绝大部分都相同，除了本实施例中，柔性材料为聚萘二甲酸乙二醇酯。实施例3与实施例1相比，绝大部分都相同，除了本实施例中，柔性材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯。上述的对实施例的描述是为便于该
的普通技术人员能理解和使用专利技术。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本专利技术不限于上述实施例，本领域技术人员根据本专利技术的揭示，不脱离本专利技术范畴所做出的改进和修改都应该在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用局部应力制备二维柔性发光阵列的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)：采用柔性材料作为衬底；(2)：在衬底上沉积一层金属材料；(3)：对步骤(2)中沉积金属材料后的衬底进行微波退火，使得金属材料在衬底上形成金属岛；(4)：继续在步骤(3)形成的金属岛上转移一层二硒化钨层，即完成。

【技术特征摘要】
1.一种利用局部应力制备二维柔性发光阵列的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)：采用柔性材料作为衬底；(2)：在衬底上沉积一层金属材料；(3)：对步骤(2)中沉积金属材料后的衬底进行微波退火，使得金属材料在衬底上形成金属岛；(4)：继续在步骤(3)形成的金属岛上转移一层二硒化钨层，即完成。2.根据权利要求1所述的一种利用局部应力制备二维柔性发光阵列的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的柔性材料选自聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的一种。3.根据权利要求1所述的一种利用局...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤乃云，张伟，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海,31