紫外增强Lumogen薄膜旋涂法制备及其性能表征

来源：网络收集时间：2026-08-30

导读：第３第２期光谱学与光谱分析３卷，２０１３年２月ＳｅｃｔｒｏｓｃｏｎｄＳｅｃｔｒａｌＡｎａｌｓｉｓｐｐｙａｐｙＶｏｌ．３３，Ｎｏ．２，４６８４７０ｐｐ，Ｆｅｂｒｕａｒ２０１３ｙ紫外增强犔狌犿狅犲狀薄膜旋涂法制备及其性能表征犵姜霖，

第３第２期　　　　　　　　　　　　光谱学与光谱分析３卷，

２０１３年２月　　　　　　　　　　　　ＳｅｃｔｒｏｓｃｏｎｄＳｅｃｔｒａｌＡｎａｌｓｉｓｐｐｙａｐｙＶｏｌ．３３，Ｎｏ．２，４６８４７０ｐｐ

，Ｆｅｂｒｕａｒ２０１３　ｙ

紫外增强犔狌犿狅犲狀薄膜旋涂法制备及其性能表征犵

姜　霖，张大伟，陶春先，黄元申，王　琦，倪争技，庄松林

上海市现代光学系统重点实验室，教育部光学仪器与系统工程中心，

上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海　２０００９３

摘　要　Ｌｕｍｏｅｎ薄膜用于固态硅基探测器件ＣＣＤ紫外增强具有显著的成本和工艺优势。研究旋涂法制备ｇＬｕｍｏｅｎ薄膜的ＣＣＤ紫外增强技术，通过对薄膜的光谱分析得到优化的制备工艺。制备的薄膜在可见光波ｇ

段透过率较高，对紫外波段的光具有较强的吸收，其发射峰位于５２５ｎｍ，并且激发谱较宽，涵盖２００００～４ｎｍ。实验结果表明使用旋涂法制备的紫外增强薄膜，能将紫外光转化为可见光，并且在增强紫外响应的同时，不削弱可见波段的响应，是一种有效增强固态检测器紫外响应的紫外增强薄膜。关键词　硅基检测器；紫外增强；Ｌｕｍｏｅｎ薄膜；旋涂；紫外ＣＣＤｇ

中图分类号：：／（）ＴＮ２４７Ａ　　　犇犗犐１０．３９６４．ｉｓｓｎ．１００００５９３２０１３０２０４６８０３　　文献标识码：ｊ

引　言

　　由于硅基成像器件硅衬底层对紫外光的强烈吸收，改善

紫外波段信号的响应是国内外关注的研究重点。紫外增强薄膜作为一种有效的紫外探测手段，也引起了国内外研究单位

］１５及制造企业的广泛关注［。采用镀膜方式改善ＣＣＤ紫外响

１　实验部分

１１　材料与设备

实验所使用的原料为Ｌ、纤维素硝酸酯、ｕｍｏｅｎＳ０７９０ｇ乙酸丁酯。，ＬｕｍｏｅｎＳ０７９０ＬｕｍｏｅｎＳ０７９０由德国ＢＡＳＦｇｇ公司生产，呈黄色粉末状，其结构如图１所示，其组成为２羟基［（羟基萘基）亚甲基］腙，分子式为Ｃ２１２２Ｈ１６Ｎ２Ｏ２。纤维素硝酸酯，又称硝酸纤维素，分子式为［Ｃ６Ｈ７Ｏ２（实验所用为白色微絮状溶液。乙酸丁ＯＮＯＯＨ）２）犪（３－犪］狀，

酯，简称丁酯，化学式为Ｃ６Ｈ１２Ｏ２，无色透明溶液。实验用旋转法镀膜，所使用的为ＭｃｒｏＴｅｃｈｎｏｌｏｉｅｓ生产的６５０ｙｇ２３ＮＰＰ旋涂仪

。

）背照式Ｃ应，技术优势主要有两方面：（１ＣＤ通过减小硅衬底厚度使得光直接照射到感光层，存在生产工艺复杂以及成本高的不足。而镀膜方法由于不改变原有ＣＣＤ设备的生产工艺，可以显著降低生产成本。（）具有紫外荧光发射功能２的薄膜材料能够满足多种制备技术，且不断有新的发光材料

］６１２被研发应用，技术前景较好［。根据薄膜材料，大致可将

紫外增强薄膜分为有机增强薄膜和无机增强薄膜两种。有机增强薄膜技术相对成熟，例如应用在哈勃太空望远镜上的宽波段与星球相机（）ＷＦＰＣＣＣＤ都是采用有机增强薄膜。国外

］１３，采用最多紫外镀膜公司以及紫外成像器件生产厂商中［

旋涂法”制备了Ｌ的就是Ｌｕｍｏｅｎ薄膜。本工作采用“ｕｇ旋涂法”具有ｍｏｅｎ薄膜，与传统的热蒸发方式镀膜相比，“ｇ

成膜工艺简单，对Ｃ旋涂法”镀膜，其ＣＤ损伤小等优点。对“溶剂选择与工艺优化很重要。文中进行了这方面的工作，使用旋涂方法成功制备了符合ＣＣＤ紫外响应增强的薄膜样品。

犉犻１犺犲犮犺犲犿犻犮犪犾狊狋狉狌犮狋狌狉犲狅犳犔狌犿狅犲狀犢犲犾犾狅狑犛０７９０　犜犵犵

，修订日期：２０１２０５２６２０１２０９１１　收稿日期：

，国家科技支撑计划项目（，国家重大科学仪器设备开发专项６０９０８０２１）２０１１ＢＡＦ０２８０４）　基金项目：国家自然科学基金项目（

（），上海市重点学科项目第三期（）和上海市研发公共服务平台（）资助２０１１ＹＱ１５００４Ｓ３０５０２１１ＤＺ２２９０３００：＿１９８８年生，上海理工大学光电信息与计算机工程学院硕士研究生　　ｅｍａｉｌｌｆｉｈｔｉｎ１６３．ｃｏｍｊｇｇ　作者简介：姜　霖，女，＠

：ｅｍａｉｌｕｓｓｔｏｅ１６３．ｃｏｍ通讯联系人　　＠

第２期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　光谱学与光谱分析４６９

　　（

１）石英基片的清洗因为我们主要研究紫外波段，所以选用的基片为紫外透过率较高的熔融石英基片，基片放在甲苯中浸泡２ｍｉｎ，后使用超声波清洗１５ｍｉｎ，接下来用离子水清洗数遍后放入氢氧化钠中浸泡１０ｍｉｎ

，拿出清洗后用氮气吹干。（２

）溶胶的配制将适量纤维素硝酸酯放入干净的烧杯中；取适量的Ｌｕｍｏｇｅｎ荧光粉至烧杯中，搅拌充分后制成混合溶液。（３

）旋转镀膜将洁净的石英基片置于旋涂机上，滴２滴混合溶液至石英基片中心处，启动镀膜机开始镀膜，加速启动旋转镀膜

机，加速度为２５／３ｒ·ｓ－２，当旋转速度达到５０００ｒ·ｍｉｎ

－１，持续６０ｓ；镀膜机以－２５／３ｒ·ｓ

－２减速，停止后得到第一层薄膜；在第一层薄膜上滴上两滴乙酸丁酯，加速度为２５／３ｒ

·ｓ－２，当旋转速度达到６０００ｒ·ｍｉｎ－１，持续６０ｓ

；镀膜机以－２５／３ｒ·ｓ

－２减速，停止后，取出样品。（４

）烘烤将样品放入程控电炉（型号：ＳＸＬ２１００２）中进行烘烤，先７０℃烘烤３０ｍｉｎ，再１２０℃烘烤２０ｍｉｎ。自然冷却后取出样品，制成Ｌｕｍｏｇ

ｅｎ薄膜。　结果与讨论

１　犔狌犿狅犵

犲狀透射光谱与吸收光谱利用Ｌａｍｂｄａ１０５０测试样品的透射光谱和吸收光谱，结果如图２所示。可以看出，Ｌｕｍｏｇｅｎ薄膜对可见光波段（４００～

７００ｎｍ）透过率较高，达６５％以上；在深紫外波段（２００～２５ｎｍ）透过率较低，低于４０％，这是由于此波段样品对紫

外吸收较强造成的；在（２２５～４００ｎｍ）波段，其透过率有一定的变化，这是由于Ｌｕｍｏｇｅｎ材料不同波段光的吸收差异引起的。从吸收光谱可以看出，Ｌｕｍｏｇｅｎ薄膜在紫外波段（２２０～

４００ｎｍ）有强吸收，在可见光波段吸收较小。这说明，此薄膜符合实际探测器的要求，能在增强ＣＣＤ紫外响应的同时，而尽可能小的影响器件在可见光范围的使用。采用旋涂方法镀膜，溶剂选择很重要。实验结果表明本文采用的硝化棉试剂与乙酸丁酯混合溶液，吸收入射光的能力弱，

并且

犉犻犵２　犜狉犪狀狊犿犻狊狊犻狅狀犪犪狀犱犪犫狊狅狉狆

狋犻狅狀犫狊狆犲犮狋狉犪狅犳犔狌犿狅犵犲狀犮狅犪狋犻狀犵狊犪犿狆犾犲成膜效果好，挥发后残余少。

２２　犔狌犿狅犵

犲狀发射光谱与激发光谱荧光是辐射跃迁的一种，是激发态分子衰变到多重性不变的低能状态所释放的辐射，而Ｌｕｍｏｇｅｎ分子（如图１所示）具有苯基这个荧光基团，并且具有荧光助色团氢氧基团。其发色基苯基会使分子中的内部电子产生π—π跃迁，吸收紫

外光，发出可见光［

１４］。采用卓立汉光ＺＬＸＰＬ１荧光光谱测试系统，测量Ｌｕｍｏｇｅｎ薄膜的激发光谱和发射光谱。Ｌｕｍｏｇ

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