論文摘要

論文名稱：光散射多孔結(jié)構(gòu)微發(fā)泡制造及量子點(diǎn)LED應(yīng)用

論文作者：華南理工大學(xué)/余樹東

指導(dǎo)教師：湯勇《研究領(lǐng)域：表面功能結(jié)構(gòu)制造、微電子散熱、LED封裝等。》

量子點(diǎn)（Quantum dot, QD）具有發(fā)光光譜窄且可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，有望成為發(fā)光二極管（Light-emitting diode, LED）下一代的熒光轉(zhuǎn)化材料，并在顯示，照明和可見光通信等領(lǐng)域展示出廣闊的應(yīng)用前景。然而由于QD存在弱吸收以及內(nèi)全反射等問題，導(dǎo)致QDLED器件效率低下，這極大地阻礙了QD-LED器件的商用化應(yīng)用。在白金龜鱗片多孔結(jié)構(gòu)的啟發(fā)下，本論文以微發(fā)泡制造為核心，從QD膜到器件結(jié)構(gòu)，對QD-LED進(jìn)行整體設(shè)計(jì)與優(yōu)化，提升QD-LED的效率和光色性能。具體研究內(nèi)容如下：

（1）提出超臨界C O2微發(fā)泡工藝制造多孔結(jié)構(gòu)，研究壓力和溫度等參數(shù)對多孔結(jié)構(gòu)的影響及內(nèi)在作用機(jī)理；采用優(yōu)化的發(fā)泡參數(shù)，發(fā)泡制造出微米級與納米級多孔結(jié)構(gòu)，揭示多孔結(jié)構(gòu)與其散射性能間的關(guān)系；探究微米級和納米級多孔結(jié)構(gòu)對QD膜的光致發(fā)光（Photoluminescence, PL）特性的影響，揭示多孔結(jié)構(gòu)提升PL強(qiáng)度的作用機(jī)制。（2）提出基于溶劑-非溶劑-聚合物體系的相分離微發(fā)泡工藝，以及開放多孔網(wǎng)絡(luò)的二次封裝方法，制造強(qiáng)散射多孔結(jié)構(gòu)

膜；研究不同分子質(zhì)量聚合物對多孔結(jié)構(gòu)的影響，揭示封裝工藝對多孔膜散射特性的作用；利用低溫研磨法制造散射粒子，分析多孔薄膜和粒子摻雜膜的散射機(jī)理以及光學(xué)自由程作用機(jī)制；揭示相分離多孔結(jié)構(gòu)提升QD膜PL強(qiáng)度的內(nèi)在機(jī)理。（3）利用Mie散射理論分析單顆球形氣泡的散射特性，闡明光學(xué)參數(shù)和尺寸參數(shù)在散射中的內(nèi)在作用機(jī)制；利用粒子云模型分析多孔結(jié)構(gòu)的散射系數(shù)與氣泡尺寸密度和填充率之間的聯(lián)系；建立光線追跡模型實(shí)現(xiàn)對多孔膜的精確仿真，在追跡模型中引入熒光模型，揭示多孔結(jié)構(gòu)提升QD膜PL強(qiáng)度的內(nèi)在機(jī)理。（4）研究QD光譜半峰寬和峰值波長對顯示面板色域和效率的影響，得到相關(guān)優(yōu)化參數(shù)；研究多QD器件在不同相關(guān)色溫和顯色指數(shù)等參數(shù)約束下，器件所能獲得的最大發(fā)光效能；針對QD-LED器件存在的多種熒光材料的情況，探究不同分層結(jié)構(gòu)對LED器件光學(xué)性能的影響；針對QDLED器件取光效率低的問題，利用微發(fā)泡納米多孔膜作為漫反射層，提升器件效率并揭示多孔膜的取光機(jī)制。

論文名稱：基于熱感應(yīng)的多維傳感機(jī)理及柔性電子皮膚研究

論文作者：清華大學(xué)/趙帥

指導(dǎo)教師：朱榮 《研究領(lǐng)域：微米納米器件與系統(tǒng)技術(shù)研究，面向智能機(jī)器人和醫(yī)療健康，研制微納感知器件和智能測控系統(tǒng)?！?/p>

人體皮膚是一個精致的多維信息感知系統(tǒng)，為人體提供和外界交互的多種信息。近年來，具有類似人體皮膚功能的柔性電子皮膚，因?yàn)樵诳纱┐麟娮?、健康監(jiān)測、智能機(jī)器人/假肢等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，而成為研究熱點(diǎn)。這些應(yīng)用需求也對電子皮膚的傳感能力和結(jié)構(gòu)特征提出了嚴(yán)格要求，當(dāng)前電子皮膚在高靈敏傳感、多感知集成、低成本制備、低信號耦合上仍面臨很大挑戰(zhàn)。

針對這一問題，本文提出基于熱感應(yīng)的多維信息傳感機(jī)制作為解決方案，在機(jī)理、材料、器件和應(yīng)用等方面展開系統(tǒng)研究?；跓岣袘?yīng)的多維信息傳感，是利用熱敏元件和外界的傳導(dǎo)/對流換熱對自身電阻的調(diào)控，將溫度、導(dǎo)熱、流場、壓力等信息均轉(zhuǎn)化為熱敏元件的電阻信息進(jìn)行統(tǒng)一檢測。本文建立了多物理量傳感的數(shù)學(xué)模型，為材料和器件設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。為實(shí)現(xiàn)壓力傳感，本文提出壓熱效應(yīng)的概念以及摻雜型、多孔型、串聯(lián)型等三種功能材料結(jié)構(gòu)，建立了材料的導(dǎo)熱系數(shù)和其所受壓力之間的理論模型。

基于熱感應(yīng)的溫度和導(dǎo)熱傳感機(jī)理，本文實(shí)現(xiàn)了能夠同時檢測溫度和導(dǎo)熱系數(shù)的柔性熱物性傳感器，導(dǎo)熱系數(shù)測量范圍對應(yīng)的材料覆蓋了空氣、棉花、塑料、玻璃、金屬等典型物質(zhì)種類。通過熱敏膜設(shè)計(jì)和調(diào)理電路配置，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)和溫度的獨(dú)立測量。研制的柔性熱物性傳感器和智能手指具有物質(zhì)分辨、溫感模擬、接近距離感知、溫濕度檢測等功能。

采用聚二甲基硅氧烷（P D M S）和銀納米顆粒，設(shè)計(jì)了多孔型和串聯(lián)型兩類具有壓熱效應(yīng)的功能材料，實(shí)現(xiàn)了兩種不同傳感特性的壓力傳感器，且靈敏度、量程等性能均可通過材料參數(shù)進(jìn)行調(diào)控和定制。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)了一種漸變孔隙的多孔材料，實(shí)現(xiàn)了高靈敏、低檢測下限和大量程的傳感性能，并應(yīng)用于腳部行走、指部按壓等人體運(yùn)動信息檢測；針對人體脈搏特征，優(yōu)化設(shè)計(jì)了一種串聯(lián)型功能材料，實(shí)現(xiàn)了不同按壓力下的脈搏信息檢測。

基于熱感應(yīng)的多維信息傳感機(jī)理，本文研制出陣列式多功能柔性電子皮膚，集成了壓力、溫度、導(dǎo)熱、流場等傳感功能，采用統(tǒng)一的熱感應(yīng)原理和檢測電路，既實(shí)現(xiàn)了高靈敏的多感知集成，又保證了簡單的結(jié)構(gòu)布局和較高的檢測效率，低信號耦合并易于大面積擴(kuò)展，在可穿戴電子、智能機(jī)器人等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

論文名稱：板帶軋機(jī)輥型電磁調(diào)控技術(shù)基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究

論文作者：燕山大學(xué)/劉文文

指導(dǎo)教師：杜鳳山《研究領(lǐng)域：薄帶鑄軋、板形電磁調(diào)控、大型筒節(jié)軋制、管材冷熱加工以及大型鍛件氫害機(jī)理等方面研究?！?/p>

立足于增強(qiáng)我國寬幅軋制裝備創(chuàng)新能力，聚焦于輥縫微尺度柔性調(diào)控，本文提出了輥型電磁調(diào)控技術(shù)，用于提升寬幅板帶板形質(zhì)量控制能力，增加產(chǎn)品競爭力，改善高端板帶產(chǎn)品依賴進(jìn)口的窘境。該技術(shù)以感應(yīng)加熱技術(shù)為基礎(chǔ)，利用電磁棒受熱膨脹及內(nèi)約束機(jī)制，巧妙地將感應(yīng)加熱能量轉(zhuǎn)化為熱-力混合動力源，極大地提升了輥凸度的響應(yīng)速率，可實(shí)現(xiàn)對軋輥輥型的微尺度柔性調(diào)控進(jìn)而有效控制板形，在薄帶軋制裝備、平整機(jī)組及工業(yè)級超寬軋機(jī)上具有廣闊的應(yīng)用前景。

首先，基于理想軋輥輥面徑向變化量可以轉(zhuǎn)化為周向應(yīng)變的原理，提出了可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)實(shí)時測量非轉(zhuǎn)動電磁調(diào)控軋輥輥型的測量技術(shù)，并將該技術(shù)與輥型電磁調(diào)控技術(shù)相結(jié)合，自主設(shè)計(jì)制造了單電磁棒Φ270mm×300mm輥型電磁調(diào)控物理模擬實(shí)驗(yàn)平臺，并構(gòu)建了電磁調(diào)控軋輥的電磁-熱-力耦合軸對稱模型。借助實(shí)驗(yàn)平臺和仿真模型，從理論和實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了輥型測量技術(shù)和輥型電磁調(diào)控技術(shù)的可行性。

其次，分析了不同工藝參數(shù)對輥型調(diào)控的影響規(guī)律，結(jié)合工業(yè)應(yīng)用條件，確定了輥型電磁調(diào)控實(shí)驗(yàn)平臺的合理工藝參數(shù)范圍；分析了輥型電磁調(diào)控技術(shù)的脹形原理及輥型控制策略，給出了輥型調(diào)控最佳時間及輥型穩(wěn)定控制策略；分析了三種典型電磁棒結(jié)構(gòu)參數(shù)對輥型調(diào)控特性的影響，確定了兩種合理的電磁棒結(jié)構(gòu)形式，并給出了電磁棒尺寸變動對輥型的影響規(guī)律以及軋輥成對安裝時空載輥縫調(diào)控特性，為選擇電磁棒結(jié)構(gòu)尺寸提供依據(jù)；分析了不同表面淬硬層厚度和硬度對輥型調(diào)控的影響，為軋輥表層淬火深度選擇提供理論依據(jù)；分析了軋輥直徑變動對輥型調(diào)控的影響，給出了電磁調(diào)控軋輥內(nèi)孔設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為：在滿足軋輥使用剛度的前提下，盡可能增大內(nèi)孔直徑。

最后，對分段輥型電磁調(diào)控技術(shù)在大型軋輥中的應(yīng)用進(jìn)行研究，分析了分段輥型電磁調(diào)控技術(shù)可獲得的輥型，給出了提升輥凸度增長速率的策略，探討了輥型曲線的調(diào)控特性；借助自主設(shè)計(jì)制造的300mm新型薄帶板形電磁控制實(shí)驗(yàn)平臺，實(shí)驗(yàn)研究了輥型電磁調(diào)控技術(shù)對板形的實(shí)際調(diào)控特性，證實(shí)了輥型電磁調(diào)控技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對板形的有效控制，為分段輥型電磁調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用提供指導(dǎo)。