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中試階段/n透明導(dǎo)電薄膜是平臺(tái)式材料，是光電產(chǎn)業(yè)上游重要產(chǎn)品。柔性透明導(dǎo)電薄膜可以用于大尺寸柔性觸控，柔性顯示與照明、薄膜太陽(yáng)能電池，可穿戴設(shè)備等戰(zhàn)略性新興柔性光電子產(chǎn)業(yè)，解決陶瓷基透明電極面臨主要成分的資源短缺和固有的脆性等不利因素，在相關(guān)領(lǐng)域取代ITO薄膜及金屬網(wǎng)格。本項(xiàng)目開發(fā)從材料到薄膜加工工藝的全鏈條技術(shù)，開發(fā)一系列面向不同光電器件需求的產(chǎn)品。目前，團(tuán)隊(duì)通過(guò)第三方機(jī)構(gòu)認(rèn)證的樣品透過(guò)率導(dǎo)電性耐彎折特性處于國(guó)際先進(jìn)水平。目前，正在進(jìn)行小試階段的研發(fā)工作，高純?cè)虾筒糠盅b備可國(guó)產(chǎn)化。

隨著便攜式電子設(shè)備的快速發(fā)展，將微型電子設(shè)備運(yùn)用到可穿戴設(shè)備或者作為生物植入物的可行性越來(lái)越大。用柔性電子器件來(lái)替代傳統(tǒng)的硬質(zhì)電子器件的重要性也愈加凸顯，如何解決柔性電子設(shè)備的儲(chǔ)能問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)這些可能性的重要因素之一。 本成果設(shè)計(jì)并制備了一種新型柔性微型超級(jí)電容器，其具有制備工藝簡(jiǎn)單，成本較低，適用于各種粉末狀電極材料等特點(diǎn)。

本成果設(shè)計(jì)并制備了一種新型柔性微型超級(jí)電容器，其具有制備工藝簡(jiǎn)單，成本較低，適用于各種粉末狀電極材料等特點(diǎn)。

未經(jīng)處理的PEDOT：PSS聚合物在成膜后反復(fù)彎曲不到十次循環(huán)就會(huì)出現(xiàn)明顯裂紋，完全無(wú)法滿足柔性熱電器件的要求。改善PEDOT：PSS薄膜的機(jī)械柔性成為首要任務(wù)。李其鍇在閱讀大量的文獻(xiàn)后，提出加入離子液體增加導(dǎo)電高分子鏈間相互作用力，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械性能的改善目的。在試驗(yàn)過(guò)程中嘗試過(guò)多種離子液體，最終選定了表現(xiàn)較優(yōu)的LiTFSI。實(shí)驗(yàn)結(jié)果出乎意料，新型的柔性有機(jī)熱電薄膜10000次循環(huán)后仍保持穩(wěn)定的電性能。此外，該LiTFSI/PEDOT:PSS復(fù)合柔性有機(jī)熱電薄膜的電學(xué)性能較未處理的PEDOT：PSS薄膜提高了近2個(gè)數(shù)量級(jí)，其功率因子達(dá)到75μW·m-1K-2,拉伸應(yīng)變達(dá)到了20%以上。? 目前，發(fā)展兼具力學(xué)柔性和熱電性能的柔性熱電薄膜材料與器件已經(jīng)是劉瑋書團(tuán)隊(duì)的重要發(fā)展方向。劉瑋書團(tuán)隊(duì)相關(guān)研究成果已經(jīng)提交專利申請(qǐng)，并會(huì)被應(yīng)用到新型的電子皮膚的溫覺(jué)仿真中。

隨著便攜式電子設(shè)備的快速發(fā)展，將微型電子設(shè)備運(yùn)用到可穿戴設(shè)備或者作為生物植入物的可行性越來(lái)越大。用柔性電子器件來(lái)替代傳統(tǒng)的硬質(zhì)電子器件的重要性也愈加凸顯，如何解決柔性電子設(shè)備的儲(chǔ)能問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)這些可能性的重要因素之一。 本成果設(shè)計(jì)并制備了一種新型柔性微型超級(jí)電容器，其具有制備工藝簡(jiǎn)單，成本較低，適用于各種粉末狀電極材料等特點(diǎn)。

有機(jī)電致發(fā)光器件（OLED）具有對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、使用溫度范圍廣、構(gòu)造簡(jiǎn)單并可用于撓曲性面板等優(yōu)異特性，被認(rèn)為是新一代的 顯示技術(shù)，在智能手機(jī)及各類未來(lái)智能終端領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。柔性O(shè)LED是實(shí)現(xiàn)曲面顯示，乃至未來(lái)柔性顯示的基礎(chǔ)。由于金屬和玻璃封裝都不適合柔性器件的封裝，薄膜封裝技術(shù)的突破是柔性O(shè)LED產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程推進(jìn)的關(guān)鍵，也是柔性O(shè)LED發(fā)展的主要課題之一。在聚合物基板和OLED上采用多層薄膜包覆密封（也稱之為Barix技術(shù)：基于真空鍍膜工藝制備的有機(jī)-無(wú)機(jī)交替多層膜結(jié)構(gòu)），不僅具有低成本、更輕、更薄的優(yōu)點(diǎn)，而且可以延長(zhǎng)OLED器件的壽命。適用于柔性O(shè)LED封裝技術(shù)的工藝路線如圖1所示。本項(xiàng)目開發(fā)的封裝材料適用于此工藝路線中的聚合物多層薄膜封裝。

硅芯片是當(dāng)代信息技術(shù)的核心，當(dāng)前正向“深度摩爾”（More Moore）和“超越摩爾”（More than Moore）兩個(gè)方向發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用是“超越摩爾”技術(shù)路線中相當(dāng)重要的一環(huán)，需要數(shù)量巨大的集成電路芯片來(lái)分析處理來(lái)自外部傳感器件的海量信號(hào)。目前，大多數(shù)傳感信號(hào)采集器件和信號(hào)處理單元均為分離設(shè)計(jì)，將在整體上產(chǎn)生更大功耗并占據(jù)更大的空間。由此，復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系教授梅永豐課題組提出了將信號(hào)檢測(cè)和分析功能集成于同一個(gè)芯片器件中的全新概念。作為演示，研究團(tuán)隊(duì)將單晶硅薄膜柔性光電晶體管與智能薄膜材料相結(jié)合和組裝，構(gòu)造了對(duì)不同環(huán)境變量進(jìn)行檢測(cè)和分析的柔性硅芯片傳感器及其系統(tǒng)。這一思路不僅具有優(yōu)異的可擴(kuò)展性，還可與當(dāng)前集成電路先進(jìn)制造工藝相兼容。5月2日，相關(guān)研究結(jié)果以《面向智能數(shù)字灰塵的硅納米薄膜光電晶體管多功能集成傳感器研究》（“Silicon Nanomembrane Phototransistor Flipped with Multifunctional Sensors towards Smart Digital Dust”）為題發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上。研究團(tuán)隊(duì)從器件的傳感機(jī)理入手，利用柔性薄膜組裝集成芯片傳感器，實(shí)現(xiàn)了多種環(huán)境參數(shù)探測(cè)功能的集成。圖1：(A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學(xué)顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測(cè)器件的電流變化，紅色為參比電流，藍(lán)色為檢測(cè)電流。智能材料在環(huán)境刺激中可以發(fā)生折射率、顏色、晶體結(jié)構(gòu)等方面的光學(xué)性質(zhì)變化，但一般需要光譜設(shè)備或比色卡才能進(jìn)行比對(duì)。而翻轉(zhuǎn)的硅薄膜光電晶體管由于沒(méi)有柵極金屬阻擋功能區(qū)域的光信號(hào)吸收，可以更容易獲得高靈敏的傳感特性。利用這一點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)將多種智能薄膜材料貼合在器件功能區(qū)，智能材料內(nèi)部物理性質(zhì)變化引起了微小光學(xué)性能改變，從而表現(xiàn)在輸出的光電流上，因此可以在同一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)對(duì)多種不同信號(hào)的同時(shí)檢測(cè)。圖1A展示了傳感器件典型的功能層結(jié)構(gòu)，頂層的智能薄膜材料對(duì)環(huán)境刺激發(fā)生響應(yīng)，進(jìn)而改變下方硅單晶薄膜光電晶體管的輸出信號(hào)。具有2微米厚的熱氧化二氧化硅層則作為光電晶體管的封裝，對(duì)下方器件進(jìn)行保護(hù)。硅薄膜光電晶體管完全由晶圓級(jí)先進(jìn)集成電路工藝方法制備而成，結(jié)合了傳統(tǒng)硅基光電子器件的高性能和硅納米薄膜超薄厚度下的優(yōu)良柔性。圖1B是貼附于半徑僅為2毫米直徑玻璃管上的柔性器件陣列，表現(xiàn)出良好的彎曲性能。圖1C是單個(gè)器件功能區(qū)域的特寫，在藍(lán)色虛框部分集成不同智能材料即可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同環(huán)境信號(hào)的檢測(cè)。圖1D是具有完備傳感與數(shù)據(jù)處理功能的柔性系統(tǒng)合成圖，包括傳感與參比器件、邏輯與存儲(chǔ)單元、信號(hào)放大器和電源。研究團(tuán)隊(duì)利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境中濕度的實(shí)時(shí)、快速檢測(cè)，演示的信號(hào)為依次減小的三個(gè)濕度脈沖。整個(gè)過(guò)程中直接對(duì)環(huán)境變化做出響應(yīng)的信號(hào)，即參比器件與傳感器件輸出電流隨時(shí)間的變化如圖1E中所示。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化（如圖所示通入氫氣），傳感器件的輸出電流大幅增加，而參比電流保持平穩(wěn)，再利用差分電路處理，即可給出所檢測(cè)的環(huán)境參數(shù)的值。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了將智能材料與光電傳感結(jié)合的新穎傳感機(jī)制，并將傳感模塊與后續(xù)信號(hào)處理等模塊集成在一起，展示了其在氣體濃度、濕度、溫度等多種環(huán)境參數(shù)檢測(cè)方面的能力，已經(jīng)初步具備了未來(lái)的“智能數(shù)字灰塵”的雛形。該策略也可以應(yīng)用于其他的數(shù)字傳感系統(tǒng)，在后摩爾時(shí)代中將具有巨大的應(yīng)用潛力。論文主要由李恭謹(jǐn)博士，博士研究生馬喆和尤淳瑜合作完成，并獲得韓國(guó)延世大學(xué)Taeyoon Lee教授和中科院微系統(tǒng)所狄增峰研究員的合作支持。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、上海市科委、復(fù)旦大學(xué)和專用集成電路與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等大力支持。

（ (A) 器件主要功能層示意圖；(B) 貼附于曲面上的柔性傳感器件陣列；(C) 智能傳感器件功能區(qū)的光學(xué)顯微照片；(D)用于濕度傳感的集成系統(tǒng)構(gòu)造圖；(E) 氫氣通入前后參比器件與檢測(cè)器件的電流變化，紅色為參比電流，藍(lán)色為檢測(cè)電流 ）

一種多層柔性薄膜的剝離裝置，剝離裝置的剝離刀為橫截面為 圓角多邊形的柱狀結(jié)構(gòu)，具有多個(gè)不同彎曲半徑和彎曲角度的圓弧剝 離面，使用時(shí)可根據(jù)不同的薄膜選擇不同剝離面進(jìn)行剝離加工，無(wú)須更換剝離刀，大大提高了剝離刀的適用范圍，并進(jìn)一步運(yùn)用剝離刀的 幾何參數(shù)與剝離效果的關(guān)系理論，設(shè)計(jì)優(yōu)化得到最優(yōu)的剝離刀結(jié)構(gòu)， 得到最佳的剝離質(zhì)量和剝離效率，剝離裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，在 大面積柔性器件的封裝領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。