軟石印法在稀土發(fā)光材料中的應(yīng)用.pdf

1、本論文選取YVO4:Eu3+為模型來研究結(jié)合不同軟石印微納米加工方法和Pechini型的溶膠凝膠法制備發(fā)光點陣溥膜的可能性及其光學(xué)性能。這是首次在石英基底上通過軟石印(Soft Lithography)中的微轉(zhuǎn)移模板法(Microtransfer Molding,μTM)與微接觸打印法(Microcontact Printing,μCP)打印出正方形點陣及圓點點陣的YVO4:Eu3+發(fā)光薄膜。論文設(shè)計這兩種不同的實驗來探索軟石印法(微接

2、觸打印、微轉(zhuǎn)移模板法)是否可應(yīng)用于無機稀土發(fā)光材料的點陣打印。因為兩種微圖案加工方法的過程及原理不同,希望通過這兩種不同的微納米加工路線去制備點陣,來研究最終點陣的微觀特征、缺陷、發(fā)光性等性質(zhì)。同時對于微結(jié)構(gòu)制備中的實驗參數(shù)也進行了細化研究,比如前驅(qū)體溶液粘度對點陣形貌的影響;旋涂成膜的轉(zhuǎn)速、時間對點陣形貌的影響:固化溫度對點陣形貌的影響等,期望后續(xù)的實驗及研究具有參考及指導(dǎo)意義。
　　 實驗選取具有代表性的YVO4:Eu3+熒

3、光粉進行實驗。YVO4是一種著名的基質(zhì),具有鋯石型結(jié)構(gòu)。在這樣的結(jié)構(gòu)中,每個V原子處在四個氧原子形成的四面體中心,同時每個Y原子被八個O原子包圍,這八個O原子形成兩個畸形四面體。其中YVO4:Eu3+是優(yōu)良的紅光材料,已廣泛的應(yīng)用于CRT、LCD、FED顯示屏及高壓汞燈的制造中,據(jù)報道其粉末態(tài)熒光粉的量子效率可達70％。傳統(tǒng)的顯示面板制備是先由固相法制得熒光粉,在將熒光粉涂覆于顯示屏上。實驗設(shè)計是先利用Pechini型溶膠-凝膠法,以無

4、機物為原料,制備YVO4:Eu3+黏性前驅(qū)體溶液,再通過Soft Lithography中的微轉(zhuǎn)移模板法和微接觸打印法直接用溶膠-凝膠制得的前驅(qū)體溶液制備最終的YVO4:Eu3+發(fā)光點陣。步驟簡單,操作方便,制備周期短,可擴展性大。
　　 這兩組實驗嚴格在相同的實驗條件下進行,比如:相同的前驅(qū)體溶液,具有相同微觀表面特征的PDMS模板等。在254-nm紫外激發(fā)下,通過熒光顯微鏡看到由兩系列不同制備組合得到的不同微觀表面特征的紅光

5、點陣。通過光學(xué)顯微鏡可獲知,在Sol-Gel法與微轉(zhuǎn)移模板法組合下可以得到正方形點陣,而通過Sol-Gel法與微接觸打印法組合得到的是圓點點陣。同樣通過熒光光譜(PhotoLuminescence,PL)、陰極射線光譜(CathodeLuminescence,CL)、發(fā)光衰減(Decay Times)、紫外透過光譜(UV-visTransmission)、量子效率(Qutanum Efficiency)及發(fā)光的色坐標(CIE coord

6、inates)測試來表征兩種發(fā)光點陣的光學(xué)性質(zhì)。這些結(jié)果都表明在制備稀土發(fā)光點陣薄膜上,Pechini型的溶膠凝膠過程與軟石印法(微轉(zhuǎn)移模板法,微接觸打印法)在微/納米點陣加工領(lǐng)域是一種成功的組合,兩種方法有很好的兼容性,這很大程度由于Pechini型的溶膠凝膠可以提供軟石印法所需要的理想的前驅(qū)體溶液(如:可調(diào)的溶液黏度)。這種新穎的制備組合在FED面板的制備,及多種微納米圖案的加工上具有巨大的潛力。我們相信這些實驗數(shù)據(jù)在未來的研究及實