[發明專利]一種超薄一維有機單晶陣列薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110030859.7
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112786785B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 張鈺;吳雨辰;江雷
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: H01L51/40
• 分類號: H01L51/40;H01L51/30;H01L51/05
• 代理公司: 佛山市海融科創知識產權代理事務所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超;唐敏珊

本發明公開一種超薄一維有機單晶陣列薄膜及其制備方法和應用，包括以下步驟：（1）在基底上滴加第一有機半導體溶液；（2）取表面刻蝕有硅柱的另一氧化硅片，將刻蝕有硅柱的一面覆蓋在第一有機半導體溶液之上，在50?120℃下加熱；（3）滴加第二有機半導體溶液，第二有機半導體溶液覆蓋基底，在50?120℃下加熱。采用本發明所提供的制備方法得到的超薄一維有機單晶陣列薄膜，厚度薄，取向度好，有利于工業化大規模生產應用。

技術領域

本發明涉及有機半導體材料制備領域，主要涉及一種超薄一維有機單晶陣列薄膜及其制備方法和應用。

背景技術

一維超薄有機半導體晶體陣列有效地結合了一維有機單晶陣列分子排列長程有序、無晶界、π–π作用方向與長軸方向一致、易于集成以及超薄材料柔韌性好、透明性高的優點，是研究材料結構與性能關系、揭示有機半導體材料的本征性能、探索載流子傳輸模式、制備高性能光電器件的最佳選擇，受到了人們越來越多的關注。

目前，制備一維有機單晶陣列薄膜的方法主要有溶液法和物理氣相沉積法兩種。由于物理氣相沉積法需要高溫高壓等條件，存在著制備成本高、成膜面積小且不適應于大面積卷對卷工業生產的工藝等問題。而溶液法，由于成核與生長過程溶液容易受到外界因素干擾，得到的材料存在著厚度較厚、取向度較差等問題，不利于工業化大規模應用。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種超薄一維有機單晶陣列薄膜及其制備方法和應用，旨在解決現有溶劑法制備一維有機單晶陣列薄膜存在厚度較厚、取向度較差的問題。

本發明的技術方案如下：

一種超薄一維有機單晶陣列薄膜的制備方法，其中，包括以下步驟：

（1）在基底上滴加第一有機半導體溶液；

（2）取表面刻蝕有硅柱的另一氧化硅片，將刻蝕有硅柱的一面覆蓋在第一有機半導體溶液之上，在50-120℃下加熱；

（3）滴加第二有機半導體溶液，第二有機半導體溶液覆蓋基底，在50-120℃下加熱。

所述的超薄一維有機單晶陣列薄膜的制備方法，其中，第一有機半導體溶液的溶質為有機半導體，溶劑為有機揮發性溶劑；第二有機半導體溶液的溶質和溶劑與第一有機半導體溶液相同。

所述的超薄一維有機單晶陣列薄膜的制備方法，其中，所述有機半導體為TIPS-pentacene、C10-BTBT或C6-DPA。

所述的超薄一維有機單晶陣列薄膜的制備方法，其中，所述揮發性有機溶劑為甲苯、氯苯或鄰二氯苯。

所述的超薄一維有機單晶陣列薄膜的制備方法，其中，第一有機半導體溶液的濃度范圍是1~5 mg/mL；第二有機半導體溶液的濃度范圍是0.1~0.3 mg/mL。

所述的超薄一維有機單晶陣列薄膜的制備方法，其中，步驟（2）中加熱的時間為6-7小時，步驟（3）中加熱的時間為6-7小時。

一種超薄一維有機單晶陣列薄膜，其中，采用如上所述的超薄一維有機單晶陣列薄膜的制備方法制備得到。

所述的超薄一維有機單晶陣列薄膜，其中，所述超薄一維有機單晶陣列薄膜的厚度為1.6～20 nm。

一種如上所述的超薄一維有機單晶陣列薄膜的應用，其中，將所述超薄一維有機單晶陣列薄膜用于制備場效應晶體管器件。

所述的超薄一維有機單晶陣列薄膜的應用，其中，所述場效應晶體管器件由下至上依次包括基底、所述超薄一維有機單晶陣列薄膜和Au電極。

有益效果：采用本發明的超薄一維有機單晶陣列薄膜的制備方法，得到的薄膜，厚度薄，取向度好，有利于工業化大規模生產應用。