一种取向有机晶体阵列及器件阵列及其制备方法技术

本发明专利技术属于半导体技术领域，尤其涉及一种取向有机晶体阵列及器件阵列及其制备方法，包括以下步骤：将熔融拉膜法或碾膜法获得的高度取向的高分子薄膜覆盖于硅衬底上作为介电层；将功能有机半导体材料涂敷在取向高分子薄膜表面；通过溶液退火法获得高度取向的有机半导体晶体阵列。本发明专利技术的方法，能够提高有机半导体器件响应。

An oriented organic crystal array and device array and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种取向有机晶体阵列及器件阵列及其制备方法
本专利技术属于半导体领域，尤其涉及一种取向有机晶体阵列及器件阵列及其制备方法。
技术介绍
有机半导体晶体材料有设计性强、器件性能突出等特点，在柔性电子学、可穿戴设备研制等诸多领域有广泛的应用前景，其中有机半导体单晶材料由于超高的电学性能逐渐获得越来越多的关注。但是到目前为止，有机半导体单晶以实验室研究为主，工业化发展缓慢，这是由于形貌良好的有机半导体单晶材料主要通过溶液法生长，随后转移到固体基底上进行器件制备，这就势必造成晶体排布杂乱，与基底接触差等问题，另一方面有机半导体材料因溶剂会破坏分子排布而对目前工业生产中使用的光刻等技术不兼容，进一步影响有机半导体产业化应用。针对这些问题本专利技术专利提出了一种外沿法制备取向有机晶体阵列及器件阵列的方法，提高有机半导体器件响应，为有机半导体集成器件和工业化生产提供基础，具有巨大的发展潜力和广阔的市场应用前景。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种电学性能高的取向有机晶体阵列及器件阵列及其制备方法。用于解决技术问题的方法针对上述问题，本专利技术提出了一种取向有机晶体阵列及器件阵列及其制备方法。根据本专利技术的一个实施方案，提供一种外沿法制备取向有机半导体晶体阵列的方法，其包括以下步骤：将熔融拉膜法或碾膜法获得的高度取向的高分子薄膜覆盖于硅衬底上作为介电层；将功能有机半导体材料旋涂在取向高分子薄膜表面；通过溶液退火法获得高度取向的有机半导体晶体阵列。一种实施方式为，其中，取向的高分子薄膜的组成材料包括但不限于PE，PP，PVDF，PTFE。一种实施方式为，其中，所述有机半导体材料包括但不限于寡聚噻吩衍生物、苯并[b]苯并[4,5]噻吩并[2,3-d]噻吩衍生物、联苯衍生物。根据本专利技术的第二方面，提供一种外沿法制备取向有机半导体器件阵列的方法，其使用上述的有机半导体晶体阵列，通过铜网掩模法制备电极。根据本专利技术的第三方面，提供一种外沿法制备取向有机半导体晶体阵列，其包括：衬底，衬底上设置高度取向的高分子薄膜；高分子薄膜表面上具有经过退火处理的功能有机半导体材料层。一种实施方式为，其中，取向的高分子薄膜的组成材料包括但不限于PE，PP，PVDF，PTFE。一种实施方式为，其中，所述有机半导体材料包括但不限于寡聚噻吩衍生物、苯并[b]苯并[4,5]噻吩并[2,3-d]噻吩衍生物、联苯衍生物。一种实施方式为，其中，取向的高分子薄膜采用熔融拉膜法或碾膜法制备。本专利技术的有益效果本专利技术专利的外沿法制备取向有机晶体阵列及器件阵列的方法，能够提高有机半导体器件响应，为有机半导体集成器件和工业化生产提供基础，具有巨大的发展潜力和广阔的市场应用前景。从以下示例性实施方案的描述中，本专利技术的进一步特征将变得显而易见。附图说明图1是本专利技术专利器件阵列的结构示意图；图中标号1.金电极，2.有机半导体晶体阵列，3.高度取向高分子薄膜，4.衬底。图2是实施例1中原子力显微镜观察图像。图3是实施例2中时间分辨的偏光显微镜取向晶体观察。图4是实施例3中制得的取向有机半导体单晶器件阵列。具体实施方式以下对本公开的一个实施方式具体地说明，但本公开并非限定于此。实施例1：利用取向iPP薄膜，生长BTBT-C8分子单晶通过熔融拉膜法，将高度取向的iPP薄膜覆于硅片表面，5mg/mLBTBT-C8溶液旋涂于iPP薄膜表面，将材料放置于氯仿蒸汽环境下溶剂退火5h，使用原子力显微镜观察，发现形成形貌良好的单晶，如图2。实施例2：BTBT-C8分子单晶的偏光显微镜观察通过熔融拉膜法，将高度取向的iPP薄膜覆于硅片表面，5mg/mLBTBT-C8溶液旋涂于iPP薄膜表面，将材料放置于氯仿蒸汽环境下溶剂退火4h，在退火期间使用偏光显微镜对样品形貌进行观察，发现单晶具有较高取向。实施例3：BTBT-C8分子取向晶体阵列制备通过熔融拉膜法，将高度取向的iPP薄膜覆于硅片表面，5mg/mLBTBT-C8溶液旋涂于iPP薄膜表面，将材料放置于氯仿蒸汽环境下溶剂退火4h，覆盖铜网，热蒸镀金电极，如图4，制备器件阵列，并测量有机场效应晶体管性能。获得器件平均迁移率3.2cm2/Vs，最高迁移率6.2cm2/Vs，开关比105。工业实用性包含通过本专利技术的有机晶体阵列及器件阵列，为有机半导体集成器件和工业化生产提供实验基础，具有巨大的发展潜力和广阔的市场应用前景。此实施例仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外沿法制备取向有机半导体晶体阵列的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将熔融拉膜法或碾膜法获得的高度取向的高分子薄膜覆盖于硅衬底上作为介电层；/n将功能有机半导体材料旋涂在取向高分子薄膜表面；/n通过溶液退火法获得高度取向的有机半导体晶体阵列。/n

【技术特征摘要】
1.一种外沿法制备取向有机半导体晶体阵列的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将熔融拉膜法或碾膜法获得的高度取向的高分子薄膜覆盖于硅衬底上作为介电层；
将功能有机半导体材料旋涂在取向高分子薄膜表面；
通过溶液退火法获得高度取向的有机半导体晶体阵列。


2.根据权利要求1所述方法，其中，取向的高分子薄膜的组成材料包括但不限于PE，PP，PVDF，PTFE。


3.根据权利要求1或2所述方法，其中，所述有机半导体材料包括但不限于寡聚噻吩衍生物、苯并[b]苯并[4,5]噻吩并[2,3-d]噻吩衍生物、联苯衍生物。


4.一种外沿法制备取向有机半导体器件阵列的方法，其特征在于，使用权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明亮，李硕，王国治，魏峰，
申请(专利权)人：有研工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11