【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机光电探测，尤其涉及一种席夫碱金属配合物、有机光电晶体管及其制备方法。
技术介绍
1、目前，光电探测器已广泛应用于图像传感、远程控制、环境监测、夜间监视、光谱和医学设备等领域。实用化的光电探测器主要采用无机型半导体材料，比如单晶硅、多晶硅或三五族半导体材料等，可实现由紫外到红外的宽波段检测。然而，基于无机半导体的光电探测器往往需要较厚的活性层才能实现有效的光电响应，同时存在制备成本高和易碎等缺点，其进一步的推广应用受到限制。
2、相比无机半导体，有机半导体具有结构可修饰、性能可调节、可大规模制备、成本低廉和柔性可弯曲等优点。随着消费电子领域向轻、薄、大面积、柔性和节能环保等方向发展，有机半导体材料与器件研究成为半导体领域的前沿方向之一。基于有机半导体材料的有机光电探测器因此受到国内外的广泛重视，在军事国防、民用经济以及生活等各个领域体现出良好的应用前景。有机光电探测器根据器件结构主要分为三类：有机光电导体、有机光电二极管和有机光电晶体管。相比前两者，有机光电晶体管可将光探测功能和信号放大功能集于一身，更有利于电路集成，更具实用价值。尽管目前该领域的研究已取得了一定进展，但问题依然存在，主要体现在较难获得合适的有机半导体材料。
3、有机金属配合物作为一类重要的有机半导体材料，具有合成提纯简单、制备成本低廉、化学和热稳定性好，以及半导体性能优越等特性，且可通过改变中心金属和化学官能团修饰等方法调节材料的物理、化学、光学和电学等性质，以满足不同的实际需求，是一类在有机光电晶体管中具有潜在应用价值
4、有鉴于此，本专利技术旨在提供一种席夫碱金属配合物、有机光电晶体管及其制备方法，该席夫碱金属配合物价格低廉，无需添加掺杂剂即具有优良的半导体特性；同时该席夫碱金属配合物在有机溶剂中具有良好的溶解度，采用低成本的液相工艺即能够制备成有机光电晶体管活性层；该席夫碱金属配合物具有优异的紫外光谱吸收特性、优良的热及化学稳定性，为有机光电晶体管提供了一类新型的半导体材料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的上述缺陷，提供一种席夫碱金属配合物，其价格低廉，无需添加掺杂剂即具有优良的半导体特性；同时该席夫碱金属配合物在有机溶剂中具有良好的溶解度，采用低成本的液相工艺即能够制备成有机光电晶体管活性层；该席夫碱金属配合物具有优异的紫外光谱吸收特性、优良的热及化学稳定性，为有机光电晶体管提供了一类新型的半导体材料。
2、为解决现有技术的上述缺陷，本专利技术提供的技术方案是：
3、一种席夫碱金属配合物，具有如下所示的结构式：
4、
5、式中，m为二价金属离子，r为烷基。
6、作为本专利技术席夫碱金属配合物的一种改进，所述m为co2+、cu2+、zn2+、ni2+、fe2+、pt2+或pd2+；
7、所述烷基为-ch3、-c2h5、-c3h7或-c4h9。
8、作为本专利技术席夫碱金属配合物的一种改进，其制备方法包括如下步骤：
9、将取代的邻苯二胺、二价金属盐、吡咯-2-甲醛和有机溶剂混合进行反应，制备席夫碱金属配合物；所述二价金属盐能够溶于所述有机溶剂中，所述取代的邻苯二胺的结构式为
10、
11、作为本专利技术席夫碱金属配合物的一种改进，所述取代的邻苯二胺、所述二价金属盐中的金属离子和所述吡咯-2-甲醛的摩尔比为(1～2):(1～2):(2～4)。所述二价金属盐为含co、cu、zn、ni、fe、pt或pd的醋酸盐或氯化物。
12、作为本专利技术席夫碱金属配合物的一种改进，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；所述反应的温度为室温～100℃，反应的时间为2h～24h。上述席夫碱金属配合物的制备方法工艺简单，易于大规模制备，且所用原料价格低廉，制备的席夫碱金属配合具有优良的半导体特性及紫外光吸收特性，且在有机溶剂中具有良好的溶解度，可采用低成本的液相工艺制备成有机光电晶体管活性层，能有效提高器件的光电响应特性及稳定性。
13、相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的席夫碱金属配合物价格低廉，无需添加掺杂剂即具有优良的半导体特性；本专利技术的席夫碱金属配合物在有机溶剂中具有良好的溶解度，采用低成本的液相工艺即能够制备成有机光电晶体管活性层；本专利技术的席夫碱金属配合物具有优异的紫外光谱吸收特性，从而提高了晶体管对紫外光谱的光电响应性能；本专利技术的席夫碱金属配合物具有优良的热及化学稳定性，所带烷基链又具有疏水特性，应用于有机光电晶体管能够进一步提高器件的寿命及稳定性。因此，本专利技术的席夫碱金属配合物为有机光电晶体管提供了一类新型的半导体材料。
14、本专利技术的另一个目的在于提供一种有机光电晶体管，包括依次设置的硅基底层、本专利技术所述的席夫碱金属配合物活性层和金电极。
15、作为本专利技术有机光电晶体管的一种改进，所述硅基底层的厚度为200～800μm；所述硅基底层包括硅衬底层和二氧化硅绝缘层，所述二氧化硅绝缘层与所述席夫碱金属配合物活性层接触。
16、作为本专利技术有机光电晶体管的一种改进，所述硅衬底层和二氧化硅绝缘层的厚度比为1000:1～2500:1；所述席夫碱金属配合物活性层的厚度为20～100nm；所述金电极的厚度为60～150nm。
17、相对于现有技术，由于本专利技术使用了新型的席夫碱金属配合物作为活性层，因此制备成本低廉、化学和热稳定性好，且半导体性能优越，同时由于本专利技术的席夫碱金属配合物具有优异的紫外光谱吸收特性，从而提高了晶体管对紫外光谱的光电响应性能；席夫碱金属配合物所带烷基链又具有疏水特性，因而本专利技术的有机光电晶体管的寿命长，稳定性好。此外，可通过改变席夫碱金属配合物的中心金属和化学官能团修饰等方法调节材料的物理、化学、光学和电学等性质，以满足不同的实际需求，可调范围大，适用范围广。
18、本专利技术还有一个目的在于提供一种有机光电晶体管的制备方法，包括以下制备步骤：
19、第一步，将席夫碱金属配合物的氯苯溶液旋涂到硅基底层上，得到载有席夫碱金属配合物薄膜的硅基底层；
20、第二步，将上述载有席夫碱金属配合物薄膜的硅基底退火处理，得到席夫碱金属配合物活性层；
21、第三步，以金为金源，在上述席夫碱金属配合物活性层上真空蒸镀金电极，得到有机光电晶体管。
22、作为本专利技术有机光电晶体管的制备方法的一种改进，第一步中席夫碱金属配合物的氯苯溶液浓度为5～40mg/ml；
23、第二步中退火处理的温度为100～120℃，退火处理的时间为10～30min；第三步中真空蒸镀的速率为真空蒸镀的真空度≥5×10-6mbar。
24、该方法步骤简单，成本低廉，能够大规模的用于光电探测器中。
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1.一种席夫碱金属配合物，其特征在于，具有如下所示的结构式：
2.根据权利要求1所述的席夫碱金属配合物，其特征在于：所述M为Co2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Fe2+、Pt2+或Pd2+；
3.根据权利要求1或2所述的席夫碱金属配合物，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的席夫碱金属配合物，其特征在于：所述取代的邻苯二胺、所述二价金属盐中的金属离子和所述吡咯-2-甲醛的摩尔比为(1～2):(1～2):(2～4)；所述二价金属盐为含Co、Cu、Zn、Ni、Fe、Pt或Pd的醋酸盐或氯化物。
5.根据权利要求3所述的席夫碱金属配合物，其特征在于：所述有机溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；所述反应的温度为室温～100℃，反应的时间为2h～24h。
6.一种有机光电晶体管，其特征在于：包括依次设置的硅基底层、权利要求1-5任一项所述的席夫碱金属配合物活性层和金电极。
7.根据权利要求6所述的有机光电晶体管，其特征在于：所述硅基底层的厚度为200～800
8.根据权利要求7所述的有机光电晶体管，其特征在于：所述硅衬底层和二氧化硅绝缘层的厚度比为1000:1～2500:1；所述席夫碱金属配合物活性层的厚度为20～100nm；所述金电极的厚度为60～150nm。
9.一种权利要求6-8任一项所述有机光电晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
10.根据权利要求9所述的有机光电晶体管的制备方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种席夫碱金属配合物，其特征在于，具有如下所示的结构式：
2.根据权利要求1所述的席夫碱金属配合物，其特征在于：所述m为co2+、cu2+、zn2+、ni2+、fe2+、pt2+或pd2+；
3.根据权利要求1或2所述的席夫碱金属配合物，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的席夫碱金属配合物，其特征在于：所述取代的邻苯二胺、所述二价金属盐中的金属离子和所述吡咯-2-甲醛的摩尔比为(1～2):(1～2):(2～4)；所述二价金属盐为含co、cu、zn、ni、fe、pt或pd的醋酸盐或氯化物。
5.根据权利要求3所述的席夫碱金属配合物，其特征在于：所述有机溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；所述反应的温度为室温～100℃，反应的时间为...
【专利技术属性】
技术研发人员：许家驹，陈锦标，陈俊敏，林孟平，
申请(专利权)人：东莞市竞沃电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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