[發明專利]一種改性的聚噻吩類有機磁阻薄膜材料及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 201610164579.4
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105789443A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 谷航;趙亮
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: H01L51/30
• 分類號: H01L51/30;H01L51/40;H01L51/05
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及磁阻材料技術領域，具體涉及一種改性的聚噻吩類有 機磁阻薄膜材料及其制備方法、應用。

背景技術

磁阻效應(MagnetoresistanceEffect)，又稱為磁電阻效應，是指某 些金屬或半導體的電阻值隨外加磁場變化而變化的現象。磁阻效應主 要分為常磁阻，巨磁阻，超巨磁阻，異向磁阻，穿隧磁阻效應等。在 大多數金屬中，電阻率的變化值為正，而過渡金屬和類金屬合金及飽 和磁體的電阻率變化值為負，尤其是半導體有很大的磁電阻各向異性。 利用材料的磁電阻效應，可以制成磁敏電阻元件，用來構造位移傳感 器、轉速傳感器、位置傳感器和速度傳感器等。

隨著有機半導體材料在有機電致發光器件、光伏電池和場效應管 等光電器件中的廣泛發展應用，尤其是2004年Francis等報道的共軛 有機半導體聚芴表現出巨大的負磁電阻效應，遠遠超過了無機非磁材 料的室溫磁電阻率，使得學者們開始關注有機半導體材料在磁效應領 域的性能研究。

有機半導體是指具有半導體特性的有機功能材料，主要是一類包 含7c共軛結構的有機聚合物和有機小分子，由于外加磁場可以改變有 機半導體器件的注入電流、光電流、光致發光、電致發光等，這其中 有機磁電阻是有機材料表現出的一種典型實驗現象，有機半導體材料 在室溫和低磁場(～10mT)下的電阻變化率可達10％以上。因而有機 半導體器件在磁場作用下的光電特性成為近十幾年來一個備受關注的 研究領域，

如中國專利(CN101427145B)中公開的有機磁阻裝置及其應用、 (CN101427395A)中公開的具有磁阻效應的裝置及其應用以及(CN 103748477A)中公開的用于設備組成部分的狀態監控的裝置和方法等 等，均公開了一系列具有磁阻效應的有機高分子薄膜構件，與傳統單 層系統的“AMR(各向異性磁阻)”效應比，敏感性提高一個數量級， 而且GMR(巨磁阻)效應和TMR(隧道磁阻)效應是這些有機薄層構 件的主要代表。此外由“HangGu,TheoKreouzis,WilliamGillin”所著 的，發表在“OrganicElectronics(有機電子學)”,2014年度，第15卷， 第8期第1711-1716頁的，文章“Thetransitionfrombipolaronto triplet-polaronmagnetoresistanceinasinglelayerorganicsemiconductor device(單層有機半導體器件中從雙激子磁阻效應到三線態-激子磁阻 效應轉變)”也描述了如聚噻吩類有機高分子磁阻效應等。然而現有公 開的有機高分子磁阻材料在傳感器等應用中，仍然存在導電能力相對 較差和磁阻響應靈敏度相對較低的缺點。

因而，如何得到一種有機磁阻材料，能夠提高應用過程中的導電 能力和磁阻響應靈敏度，已成為本領域具有前瞻性的學者和企業廣泛 關注焦點。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種有機高分子磁 阻材料及其制備方法和應用，尤其是一種改性的聚噻吩類有機磁阻薄 膜材料及其制備方法、應用。本發明提供的改性聚噻吩類有機高分子 薄膜具有較高的導電性，而且制備的電子器件具有較高的磁阻響應程 度。

本發明提供了一種有機磁阻薄膜材料，由聚噻吩類化合物和稠環 芳烴類衍生物復合后得到。

優選的，所述聚噻吩類化合物包括3-己基取代聚噻吩、3-辛基取 代聚噻吩和聚(3-丁基聚噻吩-2,5-二基)中的一種或多種；

所述稠環芳烴類衍生物包括并五苯、并五聚噻吩、6,13-二甲基并 五苯和6,13-二乙基并五苯中的一種或多種。

優選的，所述稠環芳烴類衍生物與所述聚噻吩類化合物的質量比 為(0.1～10)：(99.9～90)。

優選的，所述有機磁阻薄膜的厚度為50nm～1μm；

所述有機磁阻薄膜的載流子遷移率為1×10^-4cm²/V·s～0.1cm²/V·s。

本發明提供了一種有機磁阻薄膜材料的制備方法，包括以下步 驟：

1)將聚噻吩類化合物和稠環芳烴類衍生物在有機溶劑中混合后， 得到混合液；

2)將上述步驟得到的混合液成膜后，得到有機磁阻薄膜材料。