[发明专利]一种具有周期可调屈曲结构的柔性半导体薄膜及制备方法

权利要求书

1.一种具有周期可调屈曲结构的柔性半导体薄膜，包括柔性基底和位于柔性基底表面具有屈曲结构的半导体薄膜，其特征在于，所述具有屈曲结构的半导体薄膜上设置有m*n个周期性阵列排布的孔洞，所述孔洞间距与孔洞的直径的比值小于3，目标周期根据实际周期需求进行设置，其中，垂直于柔性基底的预拉伸方向的相邻两孔洞之间的间距为孔洞间距，平行柔性基底的预拉伸方向的相邻两孔洞之间的间距为目标周期。

2.如权利要求1所述具有周期可调屈曲结构的柔性半导体薄膜，其特征在于，所述半导体薄膜上设置的目标周期为固定周期或变化周期，所述固定周期为任意两行之间的目标周期相同，所述变化周期为存在至少两行孔洞的目标周期不同。

3.如权利要求1所述具有周期可调屈曲结构的柔性半导体薄膜，其特征在于，所述半导体薄膜材料为硅、砷化镓或锗；所述柔性基底材料为聚二甲基硅氧烷或Ecoflex。

4.如权利要求1所述具有周期可调屈曲结构的柔性半导体薄膜，其特征在于，半导体薄膜的厚度为40-500nm，柔性基底的厚度为1-10mm。

5.如权利要求1所述具有周期可调屈曲结构的柔性半导体薄膜，其特征在于，步骤1所述孔洞的直径为4-42μm，孔洞间距和目标周期长度均为7.5-150μm。

6.如权利要求1-5任一权利要求所述具有周期可调屈曲结构的柔性半导体薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.在半导体薄膜上采用刻蚀法制备周期性排列的孔洞阵列微结构；

步骤2.制备柔性基底，并将其进行预拉伸，然后保持柔性基底处于拉伸状态；

步骤3.将步骤1制备具有孔洞阵列微结构的半导体薄膜转移至步骤2拉伸后的柔性基底上，然后释放预拉伸，即可得到所需的周期可调屈曲结构的柔性半导体薄膜。

7.如权利要求6所述具有周期可调屈曲结构的柔性半导体薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2所述预拉伸处理方法为热膨胀法。

8.如权利要求7所述具有周期可调屈曲结构的柔性半导体薄膜的制备方法，其特征在于，所述热膨胀法具体为将薄膜加热至110～180℃，其中，加热至120℃得到1.88％的预拉伸。

9.一种具有周期可调屈曲结构的柔性半导体薄膜的周期调控方法，其特征在于，调控方法具体为：改变位于柔性基底表面具有屈曲结构的半导体薄膜上的孔洞阵列中孔直径和孔洞的间距，实现对屈曲结构的周期的调控，其中，垂直于柔性基底的预拉伸方向的孔洞间距与孔的直径比值越小，调控效果越好；垂直于柔性基底的预拉伸方向的孔洞间距与孔的直径比值大于3时，失去调控作用。