有机晶体DFB激光器微制备技术及器件性能的研究

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1、吉林大学硕士研究生毕业论文开　题　报　告论文题目：有机晶体DFB激光器微制备技术及器件性能的研究学院电子科学与工程专业微电子学与固体电子学学生姓名学号2010512062E-maildingranhf2006@qq.com电话13756864452导师姓名导师职称教授2011年11月5日硕士研究生毕业论文开题报告学生姓名丁然年级2010级专业微电子学与固体电子学指导教师姓名孙洪波职称教授论文题目有机晶体DFB激光器微制备技术及器件性能的研究报告正文包括：1、题目的研究意义（400字以上）；早在20世纪60年代,人们已经开始关注有机晶体的光电行为.1963

2、年,在有机物蒽的单晶上首次发现有机物的电致发光现象;1974年,Avanesjan等观察到了蒽单晶的光泵浦激光发射现象.随着有机单晶培养技术的逐渐成熟,研究人员获得了一些高质量、大尺寸有机单晶,并用于一些重大物理现象的观测,例如人们在不同有机晶体中观察到了放大自发射(ASE)现象,使人们看到了意义更为重大的电泵激光的曙光。激光器都包含有两种基本结构，一为光学的增益介质，它可通过受激发射，而实现光的放大；二则是光学的反馈结构，它是为辐射能在整个增益介质中重复运转，并为建立共振、相干光场，所必须具备的一种光学结构。这就称为共振腔或光学腔。共振腔既不采用镜面，

3、亦不采用全反射的方式来实现反馈，而是采用周期性的波长-尺寸微结构，即以衍射或Bragg散射的方式来强化反馈。这种周期性的结构，可以方便地引入到平面有机半导体的波导之中，而不需有良好质量的末端平面来提供反馈。它是通过放置于有机半导体面上的周期性表面皱纹，建立起一种反射式的波导传播的模式结构，因而不需要有所谓的末端反射面。目前制作有机激光器的方法主要适用于聚合物材料。由于有机晶体易溶解、机械性脆弱，这些方法不适合这些晶体材料，亟待发展一种适合于有机晶体的谐振器制作方法。用简单方法来制备具有衍射结构的有机激光器，应认为是在这一领域中最为重要的内容。对这类激光

4、器所用的共振器，要求有亚微米的周期性结构。对此，采用常规实验室的光刻技术是难于实现的。因此，对这类器件结构的制作，必须采用如全息式刻蚀或用电子束刻蚀的方法，方能得到满意的图像。2、国内外进展状况（1000字以上）；分布反馈（DFB）光栅的制作有机激光器的关键工艺，目前对于这类结构的制作主要采用全息式刻蚀或用电子束刻蚀的方法。在开始制作时，一般可先将图像写于光刻或电子束刻蚀的胶层上，并在刻蚀到SiO2基底之前，可先通过化学显影而得到。全息技术的优点是它可实现大面积的图像化。然而当其面积局限于较小的尺寸范围时（如＜1mm2）,则可采用电子束成像法，来获得非常

5、复杂的结构。例如，制作CDFB光栅、多周期性的光栅以及光子晶体等。当这类技术已发展到十分精细的水平时，有机半导体器件的制备问题，将从这类一次性的加工方式，转移到受广泛关注的，所谓对初始结构的简单复制技术上来。这类研究的目的，是为在初始结构完成后，能顺利地发展后继的规模性生产创造条件。一种战略是在器件的活性层沉积以前，可先简单的，例如通过UV浮雕化的方法，对非活性的聚合物基底进行图像化。所谓的UV光聚合来固化基底而完成。另外，也可用聚(二甲基硅氧烷)（PDMS）弹性体的复制物制成硬的主模板结构，然后将图像压入到液体的预聚物模中，再进行UV光固化而完成。这种

6、PDMS复制物本身，也可成功地用作为有机半导体激光器的聚波纹状的基底材料。近年来，大量有关在活性层上直接形成图像的方法得到迅速的发展。一些其他的印刷技术，如纳米印迹印刷法及微模板法等也得到应用。一般的NIL是将主板光栅的面结构压入到软聚合物的模中，并结合加热和加压条件而得以完成。如上面指出的，当有机半导体加热到玻璃化温度以上时（如100~300℃范围内），可能引起聚合物的降解，因此这一过程必须在真空下或在惰性气体中进行。尽管如此，聚合物还可在冷却过程中发生结晶化，从而引起强烈的漫闪射损耗。另外，在采用弹性体位主模板时，还要求将其中的高压予以弛豫，从而保证

7、它与有机层间具有良好的投影式接触。至于在室温下的NIL法，特别适合用于具较差热塑性的小分子体系。而另一种用于小分子的发那个发则是采用溶液浇注，亦就是所谓的微模塑过程。这两种方法都已成功地应用于有机半导体激光器的制作领域。对于后一种，溶剂帮助下的微模塑法，它可用弹性体作主板印章将溶有保护层材料的“墨水”，于旋转涂层所得到的有机半导体膜相互接触成像；然后，再以溶剂将余下的有机半导体膜除去，得到图像。至于液体印迹法，这是将PDMS模板与液滴-浇注聚合物溶液相接触，然后移向基底，待溶剂挥发后，即可得到图像。3、基本研究内容及创新点（500字以上）；由于有机物半导

8、体激光器具有潜在的可调性、灵敏性和易于集成在光电子塑料上而吸引了大众的目光。如今