基于感光性溶胶

《基于感光性溶胶》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于感光性溶胶摘　要：首先将阐述了研究感光性溶胶凝胶技术制备薄膜微图的意义，然后介绍了制备原理，对性能进行分析，最后就其应用进行展望并总结。关键词：感光性；溶胶凝胶；微图；电子机械溶胶-凝胶法制备薄膜设备简单，成分容易控制，而且工艺不复杂，在制备功能性薄膜领域里得到广泛应用。它是把半金属元素、III、V、VI族金属的有机化合物和无机盐结合的产物，即金属无机盐或者金属醇盐作为前驱物，溶于有机溶剂形成均匀溶质溶质和溶剂发生水解或醇解，聚集后就会生成溶胶，具有一定粘度的溶胶涂抹在基片上，或采用离心甩胶的方法

2、涂覆在基片表面，再进行干燥脱水处理后得到均匀薄膜的方法。1研究的意义光电子技术的迅速发展，把薄膜制备和微细加工技术推向更高层次。传统的方法是先制备薄膜，然后用光刻或离子刻蚀表面来获得薄膜微细图形。这些以硅为代表的半导体薄膜微图可以达到亚微米级的水平，但设备成本高，操作行差，难以达到更高精度。新的光刻技术如X射线的应用，使得薄膜微图上升到纳米水平。但有些功能薄膜，如透明导电膜中的ITO，由于含有的不同组份对光刻介质的敏感性都不一样，那么想在不降低功能薄膜性能参数的前提下获得质量较好的亚微米数量级的薄膜微

3、图是有些困难的。尤其是很多用于红外探测、储存记忆的装备要求高敏感性、大容量、小型化等，那么就要求上面的薄膜微图尺寸更接近纳米级、性能更高等等。因此对制备薄膜微图的溶胶凝胶法的研究就很有必要。2制备原理基于感光性溶胶凝胶法的薄膜微细图形制备技术关键在于能否获得稳定的光敏性溶胶。其中的化学修饰剂可以用乙酰丙酮和苯酰丙酮等。修饰剂和金属离子生成稳定的螯合环，这种螯合环在紫外区的吸收能力强，有吸收峰。当用对应波长的紫外线照射时，螯合环被破坏，逐步分解，此时薄膜在有机溶剂中的溶解特性改变，体现出感光特性。而未被

4、照射到的薄膜和照射过的薄膜的溶解度不同，浸渍后再进行热处理，有机物挥发到无极薄膜表面，晶化后就在薄膜表面出现不同的微细图形。3性能分析采用Pb、Zr、Ti为原材料制备薄膜微图时，可以看到，在200-300纳米附近，薄膜是存在吸收峰的，而且吸收峰与紫外线的变化相反，紫外线越强，吸收峰反而越小，这说明薄膜是有感光性的。之所以可以成功制备薄膜微图，首先，稳定的光敏性溶胶是必不可少的。在配置溶胶时，化学反应条件很重要，水量、光敏剂的选择、温度、酸碱浓度都会对溶胶产生影响。一般来说，涂膜粘度小，稳定性好，就采用

5、浓度不高的、胶凝速度缓慢的溶胶；同时选择容易和金属离子形成稳定螯合物的、在空气不容易分解、且紫外区有明显吸收峰的光敏剂。其次，紫外光的选择也很重要，它决定了微图的精度能够达到的数量级。在紫外光照射下，不同光敏性金属离子螯合物的吸收峰也会不一样，因此应当根据光敏性溶胶的紫外图谱，选择能够强烈分解凝胶薄膜中螯合环的相应波长的紫外光。也有用甲醇为溶剂，二乙烯三胺为络合剂，用感光性溶胶凝胶法制备含钇螯合物凝胶薄膜的。这种凝胶膜在紫外光320nm附近有很强的与含钇螯合物相关的吸收峰，感光特性很显著。光照并溶洗后

6、经高温处理半小时后，即可得到有立方相氧化钇薄膜的微图。另一方面，在升降温度过程中，温度过高会使得薄膜中某些元素挥发，导致形成的薄膜成分偏离原计量的化学计量式，从而影响薄膜微图性能。用最低的温度制备出更高质量的薄膜微图，是人们一直研究的目标。薄膜表面的缺陷，例如出现裂纹、脱落等，这些基本上由于升温速度过快或过慢，带来内应力的变化。因此合适的升温速度和降温速度是非常必要的。4技术应用溶胶凝胶技术在制备功能薄膜方面有不可忽略的优势：成本低，仪器操作性强、制作薄膜温度低、可大面积涂覆、成分均匀可控、易掺杂、能

7、制备各式各样的材料等。（1）透明导电薄膜（TCO）TCO具有可见光范围内高透射率、红外光范围内高反射率等特性，尤其是用氧化锌做基底的TCO薄膜具有成本低，丰富原材料、无毒、无污染、沉积温度低、热稳定性高等优点。应用最广泛的ITO薄膜有着复杂的立方铁锰结构和高电阻率、高透光率。因此在平面液晶显示器、节能视窗、太阳能电池等领域里频繁用到TCO。采用了感光性溶胶凝胶法制备具有微图的TCO，微图的厚度约为，线宽可以低至。制备时，将紫外光照射部分的凝胶膜去掉，留下的就是所需要的未被光照过的透明导电薄膜微图。（2

8、）光波导薄膜光纤通信技术的发展，促使用溶胶凝胶法制备光波导薄膜这种微细加工家属被人们关注。光波导薄膜（即高温超导薄膜）由于在滤波器、红外探测、THz天线等方面具有良好的性能，因此具有广泛应用前景。在用溶胶凝胶法制备高质量光波导器件之前，要制备出一定厚度的薄膜。该薄膜须有较高的透射率、透光率、极低损耗且有特定介质折射率的特点，之后才用紫外光通过掩膜照射到凝胶薄膜上，然后用有机溶剂浸渍冲洗，就能获得凝胶薄膜的微细图形。5结束语就设备操作性和产品成本而言，用化