论文摘要

论文名称：光散射多孔结构微发泡制造及量子点LED应用

论文作者：华南理工大学/余树东

指导教师：汤勇《研究领域：表面功能结构制造、微电子散热、LED封装等。》

量子点（Quantum dot, QD）具有发光光谱窄且可调等优点，有望成为发光二极管（Light-emitting diode, LED）下一代的荧光转化材料，并在显示，照明和可见光通信等领域展示出广阔的应用前景。然而由于QD存在弱吸收以及内全反射等问题，导致QDLED器件效率低下，这极大地阻碍了QD-LED器件的商用化应用。在白金龟鳞片多孔结构的启发下，本论文以微发泡制造为核心，从QD膜到器件结构，对QD-LED进行整体设计与优化，提升QD-LED的效率和光色性能。具体研究内容如下：

（1）提出超临界C O2微发泡工艺制造多孔结构，研究压力和温度等参数对多孔结构的影响及内在作用机理；采用优化的发泡参数，发泡制造出微米级与纳米级多孔结构，揭示多孔结构与其散射性能间的关系；探究微米级和纳米级多孔结构对QD膜的光致发光（Photoluminescence, PL）特性的影响，揭示多孔结构提升PL强度的作用机制。（2）提出基于溶剂-非溶剂-聚合物体系的相分离微发泡工艺，以及开放多孔网络的二次封装方法，制造强散射多孔结构

膜；研究不同分子质量聚合物对多孔结构的影响，揭示封装工艺对多孔膜散射特性的作用；利用低温研磨法制造散射粒子，分析多孔薄膜和粒子掺杂膜的散射机理以及光学自由程作用机制；揭示相分离多孔结构提升QD膜PL强度的内在机理。（3）利用Mie散射理论分析单颗球形气泡的散射特性，阐明光学参数和尺寸参数在散射中的内在作用机制；利用粒子云模型分析多孔结构的散射系数与气泡尺寸密度和填充率之间的联系；建立光线追迹模型实现对多孔膜的精确仿真，在追迹模型中引入荧光模型，揭示多孔结构提升QD膜PL强度的内在机理。（4）研究QD光谱半峰宽和峰值波长对显示面板色域和效率的影响，得到相关优化参数；研究多QD器件在不同相关色温和显色指数等参数约束下，器件所能获得的最大发光效能；针对QD-LED器件存在的多种荧光材料的情况，探究不同分层结构对LED器件光学性能的影响；针对QDLED器件取光效率低的问题，利用微发泡纳米多孔膜作为漫反射层，提升器件效率并揭示多孔膜的取光机制。

论文名称：基于热感应的多维传感机理及柔性电子皮肤研究

论文作者：清华大学/赵帅

指导教师：朱荣 《研究领域：微米纳米器件与系统技术研究，面向智能机器人和医疗健康，研制微纳感知器件和智能测控系统。》

人体皮肤是一个精致的多维信息感知系统，为人体提供和外界交互的多种信息。近年来，具有类似人体皮肤功能的柔性电子皮肤，因为在可穿戴电子、健康监测、智能机器人/假肢等领域具有广阔的应用前景，而成为研究热点。这些应用需求也对电子皮肤的传感能力和结构特征提出了严格要求，当前电子皮肤在高灵敏传感、多感知集成、低成本制备、低信号耦合上仍面临很大挑战。

针对这一问题，本文提出基于热感应的多维信息传感机制作为解决方案，在机理、材料、器件和应用等方面展开系统研究。基于热感应的多维信息传感，是利用热敏元件和外界的传导/对流换热对自身电阻的调控，将温度、导热、流场、压力等信息均转化为热敏元件的电阻信息进行统一检测。本文建立了多物理量传感的数学模型，为材料和器件设计提供了理论基础。为实现压力传感，本文提出压热效应的概念以及掺杂型、多孔型、串联型等三种功能材料结构，建立了材料的导热系数和其所受压力之间的理论模型。

基于热感应的温度和导热传感机理，本文实现了能够同时检测温度和导热系数的柔性热物性传感器，导热系数测量范围对应的材料覆盖了空气、棉花、塑料、玻璃、金属等典型物质种类。通过热敏膜设计和调理电路配置，实现了物质和温度的独立测量。研制的柔性热物性传感器和智能手指具有物质分辨、温感模拟、接近距离感知、温湿度检测等功能。

采用聚二甲基硅氧烷（P D M S）和银纳米颗粒，设计了多孔型和串联型两类具有压热效应的功能材料，实现了两种不同传感特性的压力传感器，且灵敏度、量程等性能均可通过材料参数进行调控和定制。在此基础上，优化设计了一种渐变孔隙的多孔材料，实现了高灵敏、低检测下限和大量程的传感性能，并应用于脚部行走、指部按压等人体运动信息检测；针对人体脉搏特征，优化设计了一种串联型功能材料，实现了不同按压力下的脉搏信息检测。

基于热感应的多维信息传感机理，本文研制出阵列式多功能柔性电子皮肤，集成了压力、温度、导热、流场等传感功能，采用统一的热感应原理和检测电路，既实现了高灵敏的多感知集成，又保证了简单的结构布局和较高的检测效率，低信号耦合并易于大面积扩展，在可穿戴电子、智能机器人等领域具有广泛的应用前景。

论文名称：板带轧机辊型电磁调控技术基础理论与实验研究

论文作者：燕山大学/刘文文

指导教师：杜凤山《研究领域：薄带铸轧、板形电磁调控、大型筒节轧制、管材冷热加工以及大型锻件氢害机理等方面研究。》

立足于增强我国宽幅轧制装备创新能力，聚焦于辊缝微尺度柔性调控，本文提出了辊型电磁调控技术，用于提升宽幅板带板形质量控制能力，增加产品竞争力，改善高端板带产品依赖进口的窘境。该技术以感应加热技术为基础，利用电磁棒受热膨胀及内约束机制，巧妙地将感应加热能量转化为热-力混合动力源，极大地提升了辊凸度的响应速率，可实现对轧辊辊型的微尺度柔性调控进而有效控制板形，在薄带轧制装备、平整机组及工业级超宽轧机上具有广阔的应用前景。

首先，基于理想轧辊辊面径向变化量可以转化为周向应变的原理，提出了可实现多点实时测量非转动电磁调控轧辊辊型的测量技术，并将该技术与辊型电磁调控技术相结合，自主设计制造了单电磁棒Φ270mm×300mm辊型电磁调控物理模拟实验平台，并构建了电磁调控轧辊的电磁-热-力耦合轴对称模型。借助实验平台和仿真模型，从理论和实验上证实了辊型测量技术和辊型电磁调控技术的可行性。

其次，分析了不同工艺参数对辊型调控的影响规律，结合工业应用条件，确定了辊型电磁调控实验平台的合理工艺参数范围；分析了辊型电磁调控技术的胀形原理及辊型控制策略，给出了辊型调控最佳时间及辊型稳定控制策略；分析了三种典型电磁棒结构参数对辊型调控特性的影响，确定了两种合理的电磁棒结构形式，并给出了电磁棒尺寸变动对辊型的影响规律以及轧辊成对安装时空载辊缝调控特性，为选择电磁棒结构尺寸提供依据；分析了不同表面淬硬层厚度和硬度对辊型调控的影响，为轧辊表层淬火深度选择提供理论依据；分析了轧辊直径变动对辊型调控的影响，给出了电磁调控轧辊内孔设计准则为：在满足轧辊使用刚度的前提下，尽可能增大内孔直径。

最后，对分段辊型电磁调控技术在大型轧辊中的应用进行研究，分析了分段辊型电磁调控技术可获得的辊型，给出了提升辊凸度增长速率的策略，探讨了辊型曲线的调控特性；借助自主设计制造的300mm新型薄带板形电磁控制实验平台，实验研究了辊型电磁调控技术对板形的实际调控特性，证实了辊型电磁调控技术可实现对板形的有效控制，为分段辊型电磁调控技术的应用提供指导。