CN111430541B - 基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构及其制备和应用 - Google Patents
基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构及其制备和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111430541B CN111430541B CN201910018258.7A CN201910018258A CN111430541B CN 111430541 B CN111430541 B CN 111430541B CN 201910018258 A CN201910018258 A CN 201910018258A CN 111430541 B CN111430541 B CN 111430541B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- patterned
- single crystal
- perovskite
- counterfeiting
- array
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
- H10K71/166—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using selective deposition, e.g. using a mask
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Credit Cards Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构及其制备和应用。本发明的防伪结构是在基底上形成一层图案化模板层,然后在其中生长钙钛矿单晶阵列,根据钙钛矿单晶生长的随机性,并通过钙钛矿单晶阵列的形式强化了其不可重复性,能有效实现防伪的目的。通过在钙钛矿单晶阵列上添加透明顶部保护层还能避免钙钛矿材料和空气接触,提高该种结构的稳定性,同时能有效防止铅泄露,避免对环境造成污染。
Description
技术领域
本发明属于防伪技术领域,具体涉及一种基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构及其制备和防伪方法。
背景技术
假冒伪劣产品在制药、食品、服装、奢侈品、艺术品、建筑业以及高端制造业等领域给社会和群众带来了巨大的危害。通常来说,假冒伪劣产品具有相对较差的质量,一方面会产生严重的安全问题,对消费者产生极大的危害,另一方面也因其相对低廉的价格与正规商品争夺市场,对商标所有者以及正规公司也具有极大的负面影响。因此,寻找有效的防伪技术成为了一项全球性的课题。
防伪标识是能粘贴、印刷、转移在标的物表面,或标的物包装上,或标的物附属物(如商品挂牌、名片以及防伪证卡)上,具有防伪作用的标识。目前主要的防伪技术包括水印、全息防伪、荧光油墨印刷以及射频识别技术等。这些防伪技术主要通过防伪标识的方式实现。总的来说,大部分技术都使用一些人为可控且可重复的结构进行防伪,当造假者一旦掌握防伪技术的制造方法,就很容易伪造防伪标识。
发明内容
针对以上问题,本发明提供一种基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构及其制备和防伪方法,利用钙钛矿单晶生长过程中位置、大小以及取向的随机性,达到防伪的目的。
本发明的一个目的在于提供了一种基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构。
本发明的基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构包括基底,以及位于基底之上的图案化模板层和钙钛矿单晶阵列。
可选择的,在所述防伪结构的图案化模板层和钙钛矿单晶阵列上覆盖有透明顶部保护层。
所述基底的材料对钙钛矿前驱体溶液具有较好的浸润性,可以采用硬质基底,包括玻璃和硅片等,也可以采用柔性基底,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。
所述图案化模板层的材料对钙钛矿前驱体溶液的浸润性较差,例如:聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺](Poly-TPD)、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯咔唑(PVK)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、聚烯烃弹性体(POE)和纤维素中的一种或多种的混合。其图案化的图案可以是圆形、正方形或其他多边形坑状阵列,单个图案坑的线度在1μm~1mm,深度在10nm~1cm,图案化阵列中相邻两个图案坑的中心距离在1μm~1mm。
所述钙钛矿单晶阵列采用的材料通式为ABX3,其中,A+为无机阳离子,如Cs+、Rb+,或者是有机胺的阳离子,包括甲胺、甲脒、乙胺、丙胺和丁胺等的阳离子中的一种或多种的混合;B2+为二价铅离子Pb2+或二价锡离子Sn2+;X-为卤素离子或类卤素离子,可以是I、Br-、Cl-、SCN-、Ac-等中的一种或多种的混合。钙钛矿单晶生长在图案化模板层的图案坑中,每个图案坑中均生长有且仅有一个钙钛矿单晶,从而形成钙钛矿单晶阵列。
所述透明顶部保护层的材料可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等聚合物材料中的一种或多种混合,也可以是氧化锌(ZnO)纳米颗粒和二氧化钛(TiO2)纳米颗粒等无机纳米颗粒中的一种或多种。
本发明的另一个目的在于提供一种基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构的制备方法。
本发明的基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构的制备方法包括以下步骤:
1)在基底上制备图案化模板层;
2)在图案化模板层上涂布钙钛矿前驱体溶液,然后结晶形成钙钛矿单晶阵列。
可选择的,步骤3)在图案化模板层和钙钛矿单晶阵列上制备透明顶部保护层。
上述步骤1)中制备图案化模板层,具体包括以下步骤:
1a)将形成图案化模板层的材料通过旋涂、滴涂、喷涂、刮刀涂布或狭缝涂布的方式在
基底上形成连续的薄膜;
1b)通过光刻的方法在步骤a)形成的薄膜上制备一层具有特定图案的光刻胶;
1c)用甲苯或氯苯等弱极性溶剂洗掉未被光刻胶遮盖的薄膜部分,使薄膜形成与光刻胶
相同的图案;
1d)去掉表面的光刻胶,形成图案化模板层。
优选的,上述步骤d)通过旋涂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)洗掉薄膜表面的光刻胶。
上述步骤2)中制备钙钛矿单晶阵列,具体包括以下步骤:
2a)在图案化模板层上涂布钙钛矿前驱体溶液,由于钙钛矿前驱体溶液在模板层表面较差的浸润性,致使钙钛矿前驱体溶液进入图案化模板层的图案坑中,形成图案化的钙钛矿前驱体溶液阵列;
2b)通过基于奥斯瓦尔德熟化的结晶流程,将图案化的钙钛矿前驱体溶液阵列结晶为钙钛矿单晶阵列。
上述步骤2a)中,所述钙钛矿前驱体溶液可以通过下述方法配制:按比例称量二价金属盐粉末与有机胺盐(或铯、铷盐)粉末并混合,在有机胺盐(或铯、铷盐)粉末和/或二价金属盐粉末中含有卤素离子,使混合粉末中二价金属元素与卤素元素的物质的量比为1:3;之后按比例向混合粉末中加入N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基亚砜(DMSO)中的一种或两种强极性溶剂,加热搅拌使其充分溶解,形成二价金属离子浓度为0.5~10mol/L的钙钛矿前驱体溶液。
上述步骤2b)的奥斯瓦尔德熟化的结晶流程包括:
i)将形成图案化的钙钛矿前驱体溶液阵列的样品置于不良溶剂气体氛围中,在反溶剂作用下钙钛矿前驱体溶液结晶,在每个图案坑中形成有且仅有一个较大的晶体以及多个较小的晶体;
ii)将样品置于良溶剂气体氛围中,使得每个图案坑中的较大的晶体部分溶解,而多个较小的晶体完全溶解;
iii)撤去良溶剂气体氛围,将样品放置于空气中,使每个图案坑中的钙钛矿溶液重新结晶;
iv)重复步骤ii)~iii)循环一到多次,根据奥斯瓦尔德熟化理论,在每个循环过程中较小的晶体溶解并重新结晶于较大的晶体上,最终在每个图案坑中形成有且仅有一个钙钛矿单晶,得到钙钛矿单晶阵列。
上述步骤i)中所述不良溶剂例如异丙醇(IPA)、甲苯、氯苯(CB),步骤ii)中所述良溶剂例如N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)。
上述步骤3)将透明顶部保护层材料通过旋涂、滴涂、喷涂、刮刀涂布、狭缝涂布或蒸镀等方式制备于钙钛矿单晶阵列上。
本发明还有一个目的在于提供一种基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构的防伪方法。
本发明的基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构的防伪方法主要包括如下步骤:
1)对于一件特定产品,制备出一组上述的随机生成的基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构,将其作为特定产品的防伪标识;
2)对防伪标识中的图案化钙钛矿单晶阵列进行数字编码,同时测定图案化钙钛矿单晶阵列的光致发光光谱,将数字编码连同光致发光光谱峰值波长录入数据库,作为与特定产品一一对应的防伪记录;
3)验证时,根据产品携带的防伪标识使用与步骤2)中相同的数字编码方式进行编码,并测定其光致发光光谱,将得到的编码以及峰值波长返回数据库进行查询,验证产品真假。
上述防伪方法步骤2)中进行数字编码的过程具体包括以下步骤:
a)拍摄防伪标识中的图案化钙钛矿单晶阵列照片,对每一个图案坑中的钙钛矿单晶进行单独编码,对于一个特定图案坑中的钙钛矿单晶,由于钙钛矿单晶的生长特性,每个单晶均为较为规则的矩形,使用直角坐标、极坐标或划分区域编码对单晶的四个顶点和/或中心进行编码;
b)将图案化钙钛矿单晶阵列中所有图案坑中单晶的数字编码相组合,得到特定产品防伪标识的数字编码。
上述步骤a)从顶部直接拍摄,或者经过光学显微镜或扫描电子显微镜放大后拍摄图案化钙钛矿单晶阵列照片,然后进行数字编码。
上述防伪方法步骤3)验证过程中,如果得到的数字编码及测定的光致发光光谱峰值波长与查询到的该产品的数字编码和峰值波长在误差范围内一致,则产品为真品;如果得到的数字编码或峰值波长超出查询到的该产品的相应记录的误差范围,则产品为仿制产品。
本发明的优点:
本发明利用钙钛矿单晶生长的随机性,并通过钙钛矿单晶阵列的形式进一步加强随机性,能有效实现防伪的目的,且阵列数量越多,防伪效果越强,具有难以仿制以及安全性高的优点。同时钙钛矿材料作为直接带隙半导体,又通过单晶的形式减少体内缺陷,因而具有荧光强度强以及量子产率高等优良的光致发光特性,且根据不同组分拥有线宽较窄的不同特异性发光峰,能够方便地通过光致发光光谱峰值波长特异性识别钙钛矿单晶。当采用硬质基底时,可用于大型或硬质产品的防伪,具有坚固、可靠性高的优点;当采用柔性基底时,可用于小型或柔性产品的防伪,具有灵巧轻便的优势。具有同时通过调节不同卤素的掺杂比例,可以根据需要改变钙钛矿单晶的颜色,美观且具有艺术性。最后通过添加透明顶部保护层不仅能避免钙钛矿材料和空气接触,提高了该种结构的稳定性,又能有效防止铅泄露,避免对环境造成污染。
附图说明
图1是本发明基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构的剖面示意图,其中:1-基底,2-图案化模板层,3-钙钛矿单晶阵列,4-透明顶部保护层。
图2是实施例一图案化钙钛矿单晶阵列的扫描电子显微镜图像。
图3是实施例一防伪方法中选取的3×3图案化钙钛矿单晶阵列的扫描电子显微镜图像。
图4是实施例一采用直角坐标的数字编码方法示意图。
图5是实施例二采用划分区域编码的数字编码方式示意图。
具体实施方式
下面结合附图,通过实施例进一步描述本发明,但不以任何方式限制本发明的范围。
实施例一
在本实施例制备的防伪结构如图1所示,在基底1上具有图案化模板层2和钙钛矿单晶阵列3,可选择地覆盖有透明顶部保护层4。其中,基底1采用玻璃基底;图案化模板层2材料采用聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺](Poly-TPD),其图案为直径为23μm的圆形坑构成的阵列,圆形坑的中心构成正方形点阵,相邻两个圆形坑的中心距离为30μm;钙钛矿单晶阵列3材料采用甲胺铅溴(CH3NH3PbBr3);透明顶部保护层4材料采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
本实施例的基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构的制备方法,具体包括以下步骤:
1)提供基底:基底采用玻璃基底,用去离子水、丙酮、玻璃清洗剂、异丙醇依次超声清洗玻璃基底,在烘箱中60℃干燥6h以上,之后紫外臭氧处理玻璃基底10min;
2)在基底上制备图案化模板层:在玻璃基底上旋涂100μL 20mg/mL Poly-TPD的氯苯(CB)溶液,旋涂速度为3000转/分钟,旋涂时间为30s,形成一层Poly-TPD的连续薄膜。之后通过光刻的方式在Poly-TPD薄膜上制备厚度为1.7μm且具有圆形坑阵列的光刻胶。接着在其上旋涂CB,以洗掉未被光刻胶覆盖的Poly-TPD,旋涂速度为5000转/分钟,旋涂时间为30s,形成具有相同图案化阵列的Poly-TPD。最后在其上旋涂N,N-二甲基甲酰胺(DMF),以洗掉顶层的光刻胶,旋涂速度为5000转/分钟,旋涂时间为30s,最终形成具有图案化阵列的Poly-TPD模板层;
3)在图案化模板层上制备钙钛矿单晶阵列:将5mmol溴甲胺(MABr)和5mmol溴化铅(PbBr2)溶于1mL的二甲基亚砜(DMSO)中,在60℃加热的条件下搅拌,直至充分溶解,形成CH3NH3PbBr3的钙钛矿前驱体溶液。之后使用刮刀涂布的方式在Poly-TPD模板层上刮涂CH3NH3PbBr3钙钛矿前驱体溶液,刮涂速度为1.2mm/min,形成图案化的CH3NH3PbBr3钙钛矿前驱体溶液。之后将样品放入异丙醇(IPA)气体氛围中结晶,在每个图案坑中形成有且仅有一个较大的晶体以及多个较小的晶体。再将样品放入DMF气体氛围中,使得如上形成的每个图案坑中的较大的晶体部分溶解,而多个较小的晶体完全溶解,然后再撤去DMF气体氛围,将样品放置于空气中,使每个图案坑中的钙钛矿溶液重新结晶。重复施加和撤去DMF气体氛围的循环操作一到三次,最终在每个图案坑中形成有且仅有一个钙钛矿单晶,形成钙钛矿单晶阵列,其扫描电子显微镜图像如图2所示。
本实施例的基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构的防伪方法,具体包括以下步骤:
1)选取3×3的如上得到的图案化钙钛矿单晶阵列,与某一特定产品对应,作为该产品的防伪标识。
2)使用扫描电子显微镜拍摄图案化钙钛矿单晶阵列图片如图3所示,对每一个图案坑中的钙钛矿单晶四个顶点使用直角坐标进行单独编码,以3×3点阵相互垂直的两条边的方向作为坐标轴方向,每个图案坑的圆心作为坐标轴原点,圆形半径作为单位1,编码时精确到0.1,如图4所示。再将所有图案坑编码进行组合,使用圆形坑在阵列中的位置坐标表示每个钙钛矿单晶。则最终得到的图案化钙钛矿单晶阵列编码为:
[1,1]:(-0.3,0.4)(0.2,0.4)(0.2,0)(-0.3,0)
[1,2]:(-0.4,0.4)(0.1,0.5)(0.2,0)(-0.3,-0.1)
[1,3]:(0,0.2)(0.4,0.5)(0.6,0)(0.2,-0.2)
[2,1]:(-0.1,0.2)(0.4,0.1)(0.2,-0.3)(-0.2,-0.2)
[2,2]:(-0.2,0.4)(0.3,0.5)(0.4,0.1)(-0.1,0)
[2,3]:(-0.2,-0.1)(0.1,0.2)(0.5,-0.1)(0.2,-0.4)
[3,1]:(-0.4,0.1)(0,0.3)(0.3,0)(-0.2,-0.3)
[3,2]:(-0.5,0)(-0.1,0)(-0.1,-0.5)(-0.6,-0.5)
[3,3]:(-0.1,0.4)(0.4,0.4)(0.5,-0.1)(0,-0.2)
进一步测定样品的光致发光光谱,记录其峰值波长为560nm,将阵列编码连同其峰值波长作为特定产品的防伪记录。
3)验证过程中,根据产品携带的防伪标识使用与上述步骤2)中相同的数字编码方式进行编码,设定每个坐标的误差范围为±0.1,同时测量其光致发光光谱峰值波长,设定其峰值波长误差范围为±5nm,如果得到的图案化钙钛矿单晶阵列编码以及峰值波长与查询得到的该产品的防伪记录在误差范围内一致,则产品为真品;如果得到的图案化钙钛矿单晶阵列编码或峰值波长超出查询得到的该产品的相应记录的误差范围,则产品为仿制产品。
实施例二
在以上实施例中,使用直角坐标对图案化钙钛矿单晶阵列进行数字编码,还可以使用划分区域编码的方式进行数字编码。图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构与制备方法与实施例一相同,在防伪方法部分,采用划分区域编码的方式进行数字编码。首先对每一个图案坑中的钙钛矿单晶四个顶点使用划分区域编码的方式进行单独编码,以3×3点阵相互垂直的两条边的方向作为坐标轴方向,每个图案坑的圆心作为坐标轴原点,对于每一个圆形坑划分出四个象限,从第一象限到第四象限依次记为1~4,每个象限内根据距原点的距离范围不同,划分出等间距的10个区域,由内到外依次记为0~9,由此可以给出每个顶点的区域坐标,如图5所示。再将所有图案坑编码进行组合,使用圆形坑在阵列中的位置坐标表示每个钙钛矿单晶。则最终得到的图案化钙钛矿单晶阵列编码为:
[1,1]:(1,4)(2,2)(3,2)(4,5)
[1,2]:(1,4)(1,2)(3,2)(4,5)
[1,3]:(1,5)(1,6)(2,2)(4,2)
[2,1]:(1,3)(2,3)(3,2)(4,2)
[2,2]:(1,5)(1,3)(3,1)(4,4)
[2,3]:(1,2)(2,4)(2,4)(3,2)
[3,1]:(1,3)(2,2)(3,3)(4,4)
[3,2]:(4,1)(3,5)(3,7)(4,5)
[3,3]:(1,5)(2,4)(2,1)(4,3)
进一步测定样品的光致发光光谱,记录其峰值波长为560nm,将阵列编码连同其峰值波长作为特定产品的防伪记录。验证过程中,根据产品携带的防伪标识使用相同的数字编码方式进行编码,设定每个坐标的误差范围为±1,同时测量其光致发光光谱峰值波长,设定其峰值波长误差范围为±5nm,如果得到的图案化钙钛矿单晶阵列编码以及峰值波长与查询得到的该产品的防伪记录在误差范围内一致,则产品为真品;如果得到的图案化钙钛矿单晶阵列编码或峰值波长超出查询得到的该产品的相应记录的误差范围,则产品为仿制产品。
实施例三
在以上实施例中,均未制备透明顶部保护层,还可以通过添加透明顶部保护层提高该种结构的稳定性,并且有效防止铅泄露。图案化钙钛矿单晶阵列的制备方法与实施例一相同,之后将聚二甲基硅氧烷(PDMS)主剂和其固化剂按质量比为10:1混合均匀得到PDMS混合液,将PDMS混合液通过刮刀涂布的方式覆盖在钙钛矿单晶阵列上,随后将其转移至真空烘箱内70℃加热3小时,形成PDMS透明顶部保护层。
需要注意的是,公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明,但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内,各种替换和修改都是可能的。因此,本发明不应局限于实施例所公开的内容,本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
Claims (14)
1.一种防伪结构,包括基底,以及位于基底之上的图案化模板层和钙钛矿单晶阵列,其中所述图案化模板层形成图案坑阵列,钙钛矿单晶生长在图案化模板层的图案坑中,每个图案坑中均生长有且仅有一个位置、大小及取向随机的钙钛矿单晶,形成钙钛矿单晶阵列。
2.如权利要求1所述的防伪结构,其特征在于,所述基底为硬质基底或柔性基底,其材料对钙钛矿前驱体溶液的浸润性较好;所述图案化模板层的材料对钙钛矿前驱体溶液的浸润性较差。
3.如权利要求2所述的防伪结构,其特征在于,所述基底的材料是玻璃、硅片或聚对苯二甲酸乙二醇酯;所述图案化模板层的材料选自下列材料中的一种或多种的混合:聚[双(4-苯基)(4-丁基苯基)胺]、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯咔唑、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚烯烃弹性体和纤维素。
4.如权利要求1所述的防伪结构,其特征在于,所述图案化模板层的图案是圆形、正方形或其他多边形的坑状阵列,单个图案坑的线度在1μm~1mm,深度在10nm~1cm,相邻两个图案坑的中心距离在1μm~1mm。
5.如权利要求1所述的防伪结构,其特征在于,所述图案化模板层和钙钛矿单晶阵列上覆盖有透明顶部保护层。
6.权利要求1所述防伪结构的制备方法,包括以下步骤:
1)在基底上制备图案化模板层;
2)在图案化模板层上涂布钙钛矿前驱体溶液,然后结晶形成钙钛矿单晶阵列。
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,还包括步骤3)在图案化模板层和钙钛矿单晶阵列上制备透明顶部保护层。
8.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤1)制备图案化模板层包括:
1a)将形成图案化模板层的材料通过旋涂、滴涂、喷涂、刮刀涂布或狭缝涂布的方式在基底上形成连续的薄膜;
1b)通过光刻的方法在薄膜上制备一层具有特定图案的光刻胶;
1c)用弱极性溶剂洗掉未被光刻胶遮盖的薄膜部分;
1d)去掉表面的光刻胶,形成图案化模板层。
9.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,步骤2)制备钙钛矿单晶阵列包括:
2a)在图案化模板层上涂布钙钛矿前驱体溶液,使钙钛矿前驱体溶液进入图案化模板层的图案坑中,形成图案化的钙钛矿前驱体溶液阵列;
2b)通过基于奥斯瓦尔德熟化的结晶流程,将图案化的钙钛矿前驱体溶液阵列结晶为钙钛矿单晶阵列。
10.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,步骤2b)的奥斯瓦尔德熟化的结晶流程包括:
i)将形成图案化的钙钛矿前驱体溶液阵列的样品置于不良溶剂气体氛围中,在反溶剂作用下钙钛矿前驱体溶液结晶,在每个图案坑中形成有且仅有一个较大的晶体以及多个较小的晶体;
ii)将样品置于良溶剂气体氛围中,使得每个图案坑中的较大的晶体部分溶解,而多个较小的晶体完全溶解;
iii)撤去良溶剂气体氛围,将样品放置于空气中,使每个图案坑中的钙钛矿溶液重新结晶;
iv)重复步骤ii)~iii)循环一到多次,根据奥斯瓦尔德熟化理论,在每个循环过程中较小的晶体溶解并重新结晶于较大的晶体上,最终在每个图案坑中形成有且仅有一个钙钛矿单晶,得到钙钛矿单晶阵列。
11.如权利要求10所述的制备方法,其特征在于,步骤i)中所述不良溶剂为异丙醇、甲苯和/或氯苯,步骤ii)中所述良溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和/或二甲基亚砜。
12.一种基于权利要求1~5任一所述防伪结构的防伪方法,包括以下步骤:
1)对于一件特定产品,制备出一组随机生成的基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构,将其作为特定产品的防伪标识;
2)对防伪标识中的图案化钙钛矿单晶阵列进行数字编码,同时测定图案化钙钛矿单晶阵列的光致发光光谱,将数字编码连同光致发光光谱峰值波长录入数据库,作为与特定产品一一对应的防伪记录;
3)验证时,根据产品携带的防伪标识使用与步骤2)中相同的数字编码方式进行编码,并测定其光致发光光谱,将得到的数字编码以及光致发光光谱峰值波长返回数据库进行查询,验证产品真假。
13.如权利要求12所述的防伪方法,其特征在于,步骤2)中进行数字编码的过程包括:
a)拍摄防伪标识中的图案化钙钛矿单晶阵列照片,对每一个图案坑中的钙钛矿单晶进行单独编码,每个单晶均为较为规则的矩形,使用直角坐标、极坐标或划分区域编码对单晶的四个顶点和/或中心进行编码;
b)将图案化钙钛矿单晶阵列中所有图案坑中单晶的数字编码相组合,得到特定产品防伪标识的数字编码。
14.如权利要求12所述的防伪方法,其特征在于,步骤3)验证过程中,如果得到的数字编码及测定的光致发光光谱峰值波长与数据库中查询到的该产品的数字编码和峰值波长在误差范围内一致,则产品为真品;如果得到的数字编码或峰值波长超出查询到的该产品的相应记录的误差范围,则产品为仿制产品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910018258.7A CN111430541B (zh) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | 基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构及其制备和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910018258.7A CN111430541B (zh) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | 基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构及其制备和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111430541A CN111430541A (zh) | 2020-07-17 |
CN111430541B true CN111430541B (zh) | 2021-12-28 |
Family
ID=71545672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910018258.7A Active CN111430541B (zh) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | 基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构及其制备和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111430541B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113186600A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-30 | 上海大学 | 基于高通量钙钛矿微单晶阵列的全光子密码原语制备方法 |
CN113758956B (zh) * | 2021-08-23 | 2023-10-10 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 基于微腔激光的puf器件 |
WO2023101954A1 (en) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | Massachusetts Institute Of Technology | On-site growth of halide perovskite micro and nanocrystals |
CN116948642A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-10-27 | 东南大学 | 一种增强钙钛矿非线性发光性能的纳米结构及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103593903A (zh) * | 2012-08-17 | 2014-02-19 | 中钞特种防伪科技有限公司 | 一种防伪元件及使用该防伪元件的产品 |
CN106634949A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-05-10 | 南京理工大学 | 基于钙钛矿复合结构的三重防伪材料及其用途 |
CN106757370A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 苏州大学 | 一种制备大面积有机无机杂化钙钛矿单晶纳米线阵列的方法 |
CN206697525U (zh) * | 2017-02-20 | 2017-12-01 | 天津市中环量子科技有限公司 | 一种基于金属卤化物钙钛矿的压光器件 |
CN108795428A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-13 | 中国地质大学(北京) | 一种防伪材料及其制备方法和应用 |
-
2019
- 2019-01-09 CN CN201910018258.7A patent/CN111430541B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103593903A (zh) * | 2012-08-17 | 2014-02-19 | 中钞特种防伪科技有限公司 | 一种防伪元件及使用该防伪元件的产品 |
CN106634949A (zh) * | 2016-11-09 | 2017-05-10 | 南京理工大学 | 基于钙钛矿复合结构的三重防伪材料及其用途 |
CN106757370A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 苏州大学 | 一种制备大面积有机无机杂化钙钛矿单晶纳米线阵列的方法 |
CN206697525U (zh) * | 2017-02-20 | 2017-12-01 | 天津市中环量子科技有限公司 | 一种基于金属卤化物钙钛矿的压光器件 |
CN108795428A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-13 | 中国地质大学(北京) | 一种防伪材料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Double-Protected All-Inorganic Perovskite Nanocrystals by Crystalline Matrix and Silica for Triple-Modal Anti-Counterfeiting Codes;Leimeng Xu等;《Applied Materials & Interfaces》;20170717;第9卷;第26556-26562页 * |
Pinhole-Free Hybrid Perovskite Film with Arbitrarily-Shaped Micro-Patterns for Functional Optoelectronic Devices;Jiang Wu等;《Nano Letters》;20170426;第3563-3567页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111430541A (zh) | 2020-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111430541B (zh) | 基于图案化钙钛矿单晶阵列的防伪结构及其制备和应用 | |
CA2886007C (en) | Device for inspecting substrate having irregular rough surface and inspection method using same | |
CN104380843B (zh) | 有机电致发光元件及其制造方法 | |
Liu et al. | Unclonable perovskite fluorescent dots with fingerprint pattern for multilevel anticounterfeiting | |
KR101652781B1 (ko) | 필름형 몰드를 사용한 요철 패턴을 가지는 광학 기판의 제조 방법 및 제조 장치, 및 그 광학 기판을 구비한 디바이스의 제조 방법 | |
CN105453697B (zh) | 发光元件及发光元件的制造方法 | |
Kayaci et al. | Organic light‐emitting physically unclonable functions | |
CN104703779B (zh) | 使用膜状模具的光学基板的制造方法、制造装置以及所得到的光学基板 | |
CN103460084B (zh) | 具有凹凸结构的基板的制造方法及使用该基板的有机el元件的制造方法 | |
Zou et al. | Recent Progress on Patterning Strategies for Perovskite Light‐Emitting Diodes toward a Full‐Color Display Prototype | |
US6828042B2 (en) | Organic electroluminescence device and photoelectron device using said electroluminescence device | |
CN102687591B (zh) | 有机电致发光元件的制备方法 | |
CN105633299A (zh) | 有机发光二极管、有机发光二极管的制造方法、图像显示装置及照明装置 | |
US7052784B2 (en) | Organic electroluminescent device using a mixture of high and low molecular light-emitting substance as a light-emitting substance | |
CN102668695A (zh) | 附有电极的基板的制备方法 | |
CN101978779A (zh) | 有机电致发光元件、照明装置以及显示装置 | |
JP6013945B2 (ja) | 凹凸パターンを有する基板を備えたデバイスの製造方法 | |
CN105850228A (zh) | 发光元件 | |
CN109560206A (zh) | 胶体量子点薄膜图案化方法 | |
CN105940519A (zh) | 用于制造基板的方法、基板、用于制造有机电致发光器件的方法和有机电致发光器件 | |
Lee et al. | Recent advances in patterning strategies for full-color perovskite light-emitting diodes | |
CN107637167A (zh) | 发光元件 | |
CA2900452C (en) | Roller device using suction roller, and production method for member having uneven structure and production method for organic electro-luminescence (el) element | |
TWI222462B (en) | Material for use in organic electroluminescence element and producing method thereof | |
CN106856224B (zh) | 顶发光器件及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |