[发明专利]制备贴合于基片的稠环芳香族有机半导体单晶纳米结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机半导体纳米材料的制备方法，特别是涉及一种制备贴合于基片的稠环芳香族有机半导体单晶纳米结构的方法。

背景技术

随着科技的发展，要求电子器件的尺寸进一步小型化，集成电路的集成度进一步提高。但是，传统工艺在这个方面遇到日益严峻的挑战。科学家预测，随着器件的进一步小型化，量子效应将越来越明显，最终影响器件的性能，这将限制信息技术的进一步发展，最终将会影响社会的进步。目前，人们主要采用两条路线来解决这一问题：一是自上而下的模式，即改进目前的工艺和技术，实现器件逐步由较大尺寸向小尺寸过渡；二是自下而上模式，即利用纳米技术直接构筑纳米尺寸的器件单元，然后将这些单元连接起来构筑成电路。随着纳米技术的发展，导体、半导体和绝缘体领域的大量材料都实现了纳米化，纳米线、纳米棒、纳米管、纳米粒子……，不仅形貌多样，而且还实现了对部分形貌的可控生长。因此，自下而上模式越来越引起人们的重视，吸引了大批科学家进入这一领域，使得这种模式的前景越来越乐观。在此领域中，美国哈佛大学的Charles M.Lieber研究组完成了一系列极具新意和完美的工作(ZhaohuiZhong.；Deli Wang.；Yi Cui.；Marc W.Bockrath.；Charles M.Lieber.；Science.2003，1377(302))，(Yu Huang.；Xiangfeng Duan.；Yi Cui.；Lincoln J.Lauhon.；Kyoung-Ha Kim.；Charles M.Lieber.；Science.2001，1313(294))，(Yu Huang.；Xiangfeng Duan.；QingqiaoWei.；Charles M.Lieberl.；Science.2001，630(291))，(Xiangfeng Duan.；Yu Huang.；YiCui.；Jianfang Wang.；Charles M.Lieber.；Nature.2001，66(409))，(Yue Wul.；Jie Xiang.；Chen Yangl，Wei Lu.；Charles M.Lieber.；Nature，2004，61(430))。

然而，目前的研究主要集中在无机材料方面，有机材料在这方面的研究几乎没有报道。由于有机材料具有廉价、柔性和制备工艺简单等一系列优势，注定了其在纳米器件方面应该占有一席之地。另外，在纳米器件的构筑中，实现纳米结构的可控性定位生长还很困难，使器件的集成化遇到了较大的障碍，限制了纳米器件电路的发展。

中国发明专利(申请号为200510109070.1，申请日为2005年10月17日)提出了一种制备稠环芳香族有机半导体单晶微/纳米材料的的方法，所得材料具有良好的单晶性和机械性能，但一般以簇状形态存在，与基片成一定角度，排列无规则，不易用于器件制备，充分发挥材料的良好单晶性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备贴合于基片的稠环芳香族有机半导体单晶纳米结构的方法。

本发明所提供的制备有序排列的稠环芳香族有机半导体单晶纳米材料的方法，包括如下步骤：

1)制备稠环芳香族有机半导体单晶微/纳米材料；

2)将所得稠环芳香族有机半导体单晶微/纳米材料用超声等方法制备成纳米晶晶核，然后转移到带有二氧化硅绝缘层的低阻硅片上，作为沉积衬底；

3)将蒸发源和沉积衬底分别放置于带有真空系统的两段控温管式电阻炉的两段中，抽真空到1-20Pa；所述蒸发源为稠环芳香族有机半导体化合物；

4)沿蒸发源到沉积衬底的方向通入保护气，保护气气流量为200-300sccm；

5)将蒸发段温度升温，控制其温度略高于蒸发源在炉内真空度下的升华温度；控制沉积段温度，使其温度低于蒸发源在炉内真空度下的凝华温度，保温后在沉积衬底上得到贴合于衬底的稠环芳香族有机半导体单晶纳米结构。

将纳米晶晶核转移到硅片上时，可以形成有序排列，也可以形成无序排列；对有序排列的晶核，通过生长则能得到贴合于衬底的有序排列的稠环芳香族有机半导体单晶纳米结构。

其中，步骤2)将稠环芳香族有机半导体材料的纳米晶核转移到带有二氧化硅绝缘层的低阻硅片上有两种方法：

方法一，是按照如下过程进行的：

a)将稠环芳香族有机半导体单晶微/纳米材料分散于乙醇中，超声形成纳晶的乙醇悬浊液，静置；

b)将带有二氧化硅绝缘层的低阻硅片浸入该悬浊液；