具有紫外光敏特性低温有机-无机复合光电子薄膜及其纳光器件

申请人近年来主要从事低温有机-无机纳米复合光电子材料及其应用基础研究。本项目拟开展具有紫外光敏特性的二氧化锗与有机改性硅酸盐基低温有机-无机复合光电子材料的制备及其微纳光器件制作技术的基础研究。主要通过改性的溶胶-凝胶技术结合低温有机-无机纳米复合技术，对这一具有紫外光敏特性或掺有偶氮苯聚合物功能基团的低温有机－无机复合光电子薄膜材料的制备、结构和性能进行研究；通过激光技术结合材料自身的紫外光敏特性、以及有机模板直接压印技术，实现对上述低温有机-无机复合光电子薄膜光波导器件和二元衍射光学器件制作技术的基础研究。由于省去了传统刻蚀工艺过程，不仅可以大大简化器件制作工艺，而且还可以大大提高器件的表面形貌质量，从而可大大减低器件制作成本和实现批量和低成本生产，以满足纳米光电子学日益发展的需要。

课题总体完成良好，很好地按照研究计划内容开展工作和取得了较为满意的研究成果。通过光学光刻技术，直接在二氧化钛-有机改性硅酸盐光敏复合薄膜上制备微图形阵列结构，即实现了大小均匀和表面干净整洁的光敏复合薄膜微圆柱阵列结构；研究了以阳极氧化铝多孔模板作为母板，通过紫外软压印光刻技术，在二氧化钛-有机改性硅酸盐光敏复合薄膜上制备得到了二维蜂窝状光子晶体阵列结构；研究了以聚苯乙烯(PS)微球模板作为母板翻制得到的PDMS软模板，再以PDMS软模板结合紫外软压印光刻技术，成功在二氧化钛-有机改性硅酸盐光敏复合薄膜上制备得到了二维微透镜阵列结构；首次报道了通过紫外软压印光刻技术结合二次PDMS（2ndPDMS）软模版，在二氧化钛或二氧化锗-有机改性硅酸盐光敏复合薄膜上制备得到了微圆形凹透镜阵列结构以及椭圆形凹透镜阵列结构，进一步研究了凹透镜阵列结构的复制精度以及成像特性等；研究了掺分散红13二氧化钛基有机-无机复合波导薄膜的制备及其非线性特性，结合UV-固化压印技术取得了具有光功能特性的掺分散红13二氧化钛基有机-无机复合材料的条形波导；研究了掺分散红1的二氧化锗基有机-无机复合薄膜在532 nm激光激发下的三阶非线性特性，结果显示这些所制备得到的光敏复合材料可用作为全光开关的良好备选材料。. 到目前为止本课题已在ACS Applied Materials & Interfaces, Physical Chemistry Chemical Physics, RSC Advances, Applied Physics Express, Applied Physics B等国际期刊上发表和接收SCI收录论文23篇（其中已发表20篇和接收3篇），另有多篇在评审中。申请国家发明专利3项，其中已授权2项。另外前后总共有5位研究生主要参与了该课题的研究工作，其中包括4位博士研究生和1位硕士研究生，目前已有1位博士研究生和1位硕士研究生毕业，同时也送出了1位博士研究生去美国佐治亚理工学院为期一年的国际合作交流。