常压干燥法的疏水型低介电常数气凝胶薄膜

气凝胶薄膜具有超低的介电常数,在超大规模集成电路互连系统中有着巨大的应用潜力.采用溶胶-凝胶技术,通过酸/碱二步法控制实验条件,结合低表面张力溶剂替换以及CH3非活性基团置换修饰、超声振荡等,不需要超临界干燥,而仅在常压下就可以通过简单的提拉过程制备出疏水型低介电常数气凝胶薄膜.测得的红外透射光谱表明所制备的薄膜由于掺入甲基基团而疏水,接触角测试值约120°,制备过程中充分注意到稀释、老化、有机修饰表面、热处理和提拉条件对膜的影响,使其过程达到最佳.热处理温度在150～650℃,采用6%三甲基氯硅烷时,制得的疏水型气凝胶薄膜折射率为1.08～1.12,介电常数为1.62～1.92.     

Al/PI/SiO2多层隔热膜制备与性能研究

系统研究了Al/PI/SiO2有机硅涂料多层隔热结构（MLI）组成的隔热系统。分别研究了铝膜、作为支撑物的耐热聚酰亚胺塑料和低热导填充物三种材料，采用金属铝膜可以有效的阻挡高温红外热辐射，而气凝胶和有机硅树脂复合的隔热涂料是热导率很低的材料，对接触热传导具有很大的热阻。这种多层结构是一种性能优异的高温隔热体。最后用热模拟试验测试了这种膜系的隔热性能。     

低介电常数介孔氧化硅薄膜的结构与介电性能研究

利用溶胶-凝胶技术制备了介孔氧化硅薄膜.采用MIM结构,通过平行板电容器法测量了介孔氧化硅薄膜的介电常数,结果表明采用表面修饰的方法可以在保持较低介电常数(k=2.25)的前提下极大地降低薄膜的漏电流,提高薄膜的环境稳定性能.通过对富氏红外光谱的分析,讨论了薄膜的键结构与介电性能之间的关系,结果表明去除介孔氧化硅薄膜中的OH基团是提高薄膜介电性能的关键.     

Al2O3-SiO2纳米复合薄膜的制备及性能研究

以正硅酸乙酯、异丙醇铝为先驱体,甲基三乙氧基硅烷为有机硅烷,采用溶胶-凝胶旋涂方法在普通玻璃和硅片表面镀制纳米复合薄膜.通过FT-IR、VIS透射光谱的分析及薄膜表面接触角的测量,研究了Al2 O3与SiO2配比和热处理温度对复合薄膜的化学结构、透光率及疏水性的影响.结果表明该薄膜具有疏水、致密、透明等性能;Al2 O3的加入未降低复合薄膜的可见光透光率,其中经400℃热处理后不同配比复合薄膜在可见光区的透光率均大于85%,且不影响复合薄膜的疏水性.     

三基色滤光片的设计

为了得到纯正的三基色,以实现大色域显示功能,采用光学薄膜技术的传递矩阵方法进行了模拟计算,分别得到红、绿、蓝三色的F-P滤光片,并将其叠加在一起,得到将显示光源中杂色滤除、留下三基色的滤光片。结果表明,三基色滤光片很好地满足了设计要求,如果应用于显示技术,可以很好地提高显示器的彩色显示功能。     

椭偏光度法研究钛掺杂对二氧化硅介孔薄膜的光学性能的影响

采用溶胶-凝胶工艺,以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵CTAB为模板剂,在常温常压下制备出介孔SiO2薄膜和钛掺杂介孔SiO2薄膜。用反射式椭圆偏振光谱仪测试出两种薄膜样品的椭偏参数,选用Cauchy模型对椭偏参数进行了较好的数据拟合,获得了在250~700nm波段光学常数的色散关系。紫外-可见-近红外分光光度计测量结果表明小比例钛下薄膜的吸收增强,透过性降低,光学性能发生较大变化。     

疏水型纳米SiO2-MTES复合薄膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶技术,通过酸/酸二步法控制实验条件,由于表面活性剂具有特殊的表面活性性能,实验中采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化氨(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,甲基三乙氧基硅烷为有机硅烷,以及二次去离子水,盐酸为催化剂等原料制备SiO2-MTES(摩尔比11.15)前驱体溶胶.通过简单提拉迅速蒸发溶剂等方法制备二氧化硅-甲基三乙氧基硅烷的有机-无机复合薄膜,测得的红外透射光谱表明所制备的薄膜由于掺入甲基基团而疏水,接触角测试值约125度,其结果进一步支持这一结论.未加MTES的薄膜折射率为1.18,膜厚305nm.加入MTES后薄膜折射率为1.22,膜厚为289.6nm.透射光谱和机械性能测试结果表明所制备的疏水型纳米SiO2-MTES复合薄膜同时还具有良好的光学性能和机械性能.     

表面活性剂浓度对纳米介孔SiO2薄膜结构的影响

利用溶胶-凝胶技术,在酸性条件下,采用十六烷基三甲基溴化氨(CTAB)为表面活性剂,正硅酸乙酯为硅源,以及二次去离子水,盐酸为催化剂等原料制备前驱体溶胶.利用表面活性剂与硅源水解后形成的聚集体相互作用,在溶液中形成分子自组装体,通过简单提拉迅速蒸发溶剂等方法制备二氧化硅-表面活性剂纳米介孔薄膜.分析了表面活性剂浓度对薄膜相结构的影响,发现表面活性剂浓度的变化,对薄膜的微结构和性能都有影响,通过调节表面活性剂的浓度可以对该纳米薄膜的微观结构和性能等进行控制,对样品进行了红外光谱,X射线衍射结构分析,原子力显微镜观察表面形貌.     

辛基三甲氧基硅烷改性SiO2疏水减反膜的制备

以正硅酸乙酯为前驱体, 氨水为催化剂制备标准SiO₂溶胶, 然后在回流前后分别对普通SiO₂溶胶添加适量的辛基三甲氧基硅烷(OTMS)进行修饰, 得到OTMS改性SiO₂溶胶。用未进行OTMS修饰、回流前修饰和回流后修饰的溶胶分别制备减反膜, 并使用傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振波谱仪、紫外-可见-近红外分光光度计、原子力显微镜和接触角测试仪对薄膜的结构和性能进行表征。结果表明: 回流前添加OTMS修饰剂制备的改性SiO₂减反膜具有最优异的耐潮湿环境稳定性能, 最高透过率可达99.7%以上; 与水的接触角达到120°, 在潮湿环境中放置4 w后, 透过率只下降0.23%。