[发明专利]一种利用局部应力制备二维柔性发光阵列的方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于柔性电子制备技术领域，涉及一种利用局部应力制备二维柔性发光阵列的方法。

背景技术

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。

本发明正是基于上述背景而进行研究的。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明的工作原理如下：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E_g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E_g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。