Small: 别有洞天——纳米球光刻技术

纳米球光刻(NSL)是一种简便、经济而有效的光刻技术,它利用高度单分散的纳米球作为沉积或刻蚀掩模来生成具有纳米孔洞结构特征的图形。将纳米孔洞结构嵌入到有机电子器件中,可以赋予有机电子器件独特的光电性能,极大地推动有机电子学的发展。与聚焦离子束光刻、电子束光刻等高功耗光刻技术相比,纳米球光刻具有功耗低、对有机活性层损伤小、制作方法简单等优点。鉴于这些优点和大面积自组装单分散纳米球制备技术的发展,纳米球光刻技术在有机电子学中得到了广泛的应用,包括有机场效应晶体管(OFETs)、传感器(Sensors)、垂直有机发光晶体管(VOLETs)、有机电致发光二极管(OLEDs)、有机光伏器件(OPVs)以及一些新兴的有机光电器件。

天津大学纪德洋教授、李立强教授和德国明斯特大学Harald Fuchs教授等共同综述了纳米球光科技术在有机电子器件中的进展。该综述文章首先简要介绍了大面积单分散纳米球的制备方法,随后系统地综述了纳米球光刻技术在构筑有机场效应晶体管、有机发光二极管、垂直有机发光晶体管、有机光伏器件、纳米间隙电极以及新兴有机光电器件中的应用。纳米球光刻技术在有机光电器件应用中已经取得了一系列的研究进展,例如在有机晶体管器件中,通过该技术所制备的器件有利于降低器件的接触电阻、调节电势分布进而改善器件性能;在基于有机晶体管的传感器件中,通过纳米球光刻技术所制备的多孔活性层有助于增加分析物和沟道之间的直接接触面积,进而提升器件的传感性能;在垂直有机发光晶体管中,多孔电极能够有效注入电荷并实现栅压调控。最后,作者指出,该技术的应用和进一步推广仍然存在一些问题:1)由纳米球光刻技术所制备的多孔结构是如何影响/调节器件性能仍然不明确;2)通过纳米球光刻技术制备柔性微/纳米结构仍然是一大挑战。

上述工作得到了国家重点研发计划(2018YFA0703200, 2016YFB0401100)、国家自然科学基金委(21573277, 51503221, 21905199)、天津市科委(19JCJQJC62600, 194214030036, 20JCQNJC01520)、北京市分子科学国家实验室(BNLMS202006)、中科院前沿科学重点研发项目支持(QYZDB-SSW-SLH031)。

论文信息:

Recent Advances of Nanospheres Lithography in Organic Electronics

Jie Li, Yongxu Hu, Li Yu, Lin Li, Deyang Ji,* Liqiang Li,* Wenping Hu, Harald Fuchs*

Small

DOI:10.1002/smll.202100724

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/smll.202100724

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