一种二次组装二维有机横向异质微纳米晶体的方法技术

本发明专利技术公开了一种二次组装二维有机横向异质微纳米晶体的方法，该方法包括以下步骤：称取

【技术实现步骤摘要】
一种二次组装二维有机横向异质微纳米晶体的方法


[0001]本专利技术属于有机光电材料与器件
，尤其涉及一种二次组装二维有机横向异质微纳米晶体的方法
。

技术介绍

[0002]新兴的二维
(2D)
异质结构由于其独特的物理和结构特性，在设计下一代集成光电器件方面显示出巨大的潜力
(Nature.2018,553,63)。
其中，基于过渡金属二硫属化物
(TMD)
和卤化物钙钛矿的横向异质结构已被证明是构筑优异性能器件的核心材料
(Science.2015,349,524
‑
528)。
例如，段曦东等人展示了基于
WSe2
‑
WS2
横向异质结构的
p
‑
n
二极管和光电二极管的构造，用于具有高电压增益的互补逆变器
(Nature Nanotechnol.2014,9,1024
‑
1030)。
此外，
Guti
é
rrez
等人报道了通过化学气相沉积
(CVD)
方法在一锅法中生长
TMD
横向多结异质结构
(Nature.2018,553,63
‑
67)。
窦乐添等人报道了通过溶液相外延生长方法制备基于卤化物钙钛矿的二维横向异质结构
(Nature.2020,580,614
‑
620)。
尽管在各种二维无机异质结构的制造方面付出了巨大的努力，但二维有机异质结构的外延生长是一个相当大的挑战，并且由于难以控制两种不同成分的成核位点和取向，迄今为止尚未实现
。
[0003]实际上，具有单一结构的有机晶体的开发和使用一直是发展半导体科学和光电技术的基础
。
特别是，二维有机单晶作为光电器件的构建模块由于具有大表面积
、
最小缺陷
、
可调节的物理化学性质和低成本处理能力等优点而引起了相当大的关注
(Account of Chemical Research.2010,43,529
‑
540.)。
迄今为止，二维有机晶体在光电子领域已显示出有前景的应用，包括晶体管
、p
‑
n
二极管
、
光伏
/
光电检测器件
、
有机发光晶体管和有机激光器
(Chemical Society Reviews.2018,47,422
‑
500)。
此外，有机二维晶体可以充分利用有机分子的无限多样性，灵活组合形成各种异质结构
。
因此，探索二维有机异质结构材料的可控构筑和结构互换，对其化学成分和结构特性进行精确的空间调制，从而创建明确的异质结构对于发展新颖有机光电器件至关重要
。
然而，在制备二维有机横向异质材料时，产物的结构由所选各组分本身的物理化学性质决定，因此采用一次合成的方法只能获得某种特定的二维横向异质结构，无法满足在应用中对于各种异质结构的需求
。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种二次组装二维有机横向异质微纳米晶体的方法，通过溶液法制备了
A
‑
B
结构的二维有机横向异质微纳米晶体并将其作为前驱体，通过气相沉积法得到一种
B
‑
A
结构的二维有机横向异质结微纳米晶体
。
结合两种方法实现了二维有机横向异质结构的制备，方法简单，能耗较低，所得晶体质量较高，并且实现了横向结构上的调换，为制备二维有机横向异质微纳米晶体提供了策略选择
。
[0005]本专利技术的目的是提供一种二次组装二维有机横向异质微纳米晶体的制备方法，包括以下步骤：
[0029]将
0.01mmol(2.52mg)Pe
和
0.01mmol(2.80mg)PeO
分子溶解在
2mL DCM
溶剂中
。
将储备溶液快速注入不良溶剂中，其中包括
4mL
环己烷
(VDCM/VCYH
＝
1:2)。
将分散的溶液滴在
25℃
空气中的石英基板上
。
溶剂完全蒸发后观察到
Pe
‑
PeO
横向异质结构，具有定义良好的微观结构
(
图
2)。
对所制备的异质结构进行扫描电镜表征，结果表明制备得到的二维异质结构形貌为四边形，表面平整光滑，无缺陷
(
图
3)。
使用透射电镜对样品进一步表征发现，物质分布在两个区域，具有明显的衬度对比，意味着二维异质结构成功制备
(
图
4)。
通过微区光谱对二维异质结构的区域进行选择性的表征，结果表明，晶体的中心区域
(
激发点
Ex
‑
1)
的荧光发射光谱峰位在
590nm
，晶体的边缘区域
(
激发点
Ex
‑
2)
的荧光发射光谱峰位在
630nm
，意味着异质结构晶体是由
Pe
和
PeO
组成的
(
图
5)。
将该分散有
Pe
‑
PeO
横向异质结构晶体的石英衬底作为底部衬底
。
使用干净的石英基板作为顶部基板，顶部和底部基板之间的微小间隙为
260
μ
m。
将底部基板以
190℃
的温度加热5分钟，最终在顶部基板上形成
PeO
‑
Pe
横向异质结构
。
通过荧光显微镜表征所制备气相沉积所得样品，结果表明样品成功实现了结构调换
(
图
6)
，证明该策略作为制备结构调换的横向二维有机异质结构的可行
。
[0030]实施例2[0031]将
0.01mmol(2.52mg)Pe
和
0.01mmol(3.02mg)DbPy
分子溶解在
20mL
乙腈溶剂中
。
将储备溶液快速注入不良溶剂中，其中包括
40mL
乙醇
。
将分散的溶液滴在
25℃
空气中的载玻片上
。
溶剂完全蒸发后观察到
Pe
‑
DbPy
横向异质结构
。
将该分散有
Pe
‑
DbPy
横向异质结构晶体的载玻片作为底部衬底
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种二次组装二维有机横向异质微纳米晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
将化合物
A
和
B
放入容器中，加入良溶剂将所述化合物
A
和
B
完全溶解，得到储备溶液，其中所述
A、B
独立地选自苝
、3
‑
苝甲醛
、
芘和二苯并芘，且
A
与
B
不同；
(2)
将不良溶剂加入所述储备溶液中，并混合均匀，取出所得混合溶液滴加到基板上，溶剂蒸发后在基板表面上形成
A
‑
B
二维有机横向异质微纳米晶体；
(3)
将表面带有
A
‑
B
二维有机横向异质微纳米晶体的所述基板作为底部基板，且将所述表面向上地放置所述底部基板，在所述底部基板上方设置顶部基板，所述顶部基板和所述底部基板之间具有间隙；加热所述底部基板，在所述顶部基板表面形成
B
‑
A
二维有机横向异质微纳米晶体
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤
(1)
中，
A、B
分子物质的量比例为
1:1。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤
(1)

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪东，廖良生，吕强，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：