[发明专利]一种超高电荷迁移率的高分子场效应晶体管的制备方法

权利要求书

1.一种超高电荷迁移率的高分子场效应晶体管的制备方法，其步骤为：

A.将电纺丝高分子材料和贵金属盐共同溶解到溶剂中，在20～80℃下搅拌3～8h，然后将得到的混合溶液冷却至室温；混合溶液中，电纺丝高分子材料的质量分数为5～10wt％，贵金属盐的质量分数为1～10wt％；

B.将步骤A获得的混合溶液放入到电纺丝设备的玻璃喷丝管中，玻璃喷丝管的管头内径为0.5～3mm，电纺丝设备的工作电压为10～20kV，以铝套为阳极，以两条平行的铝条为阴极接收板，阳极与阴极接收板间的距离为10～30cm，进行电纺丝，从而在阴极接收板上获得排列的电纺丝高分子纳米纤维；

C.用清洗后的石英片把两条平行的铝条间的电纺丝高分子纳米纤维收集起来，然后将该石英片置于导电高分子的饱和蒸汽中，在20～110℃下进行气相聚合，贵金属盐被还原成为无数微小的贵金属纳米粒子，均匀的掺杂在电纺丝高分子纳米纤维和导电高分子中，从而在石英片衬底上得到以导电高分子材料为壳，以电纺丝高分子纳米纤维为核的核壳纤维；

D.源、漏电极的制作：将载有核壳纤维的石英片衬底送进真空镀膜机，在核壳纤维的表面蒸镀50～100nm厚的金电极，并且通过掩膜版形成源、漏电极结构，源、漏电极间的沟道宽度为60～100μm，且与核壳纤维的取向相垂直；

E.栅电极与栅绝缘层的制备：选用n型<100>硅片，采用干氧氧化法在硅片上生长SiO₂栅绝缘层，然后将上述Si/SiO₂片划为宽1～2mm、长1～3cm的条形结构，清洗并烘干；

F.将聚乙烯吡咯烷酮与去离子水混合制备粘稠液，用清洁的针尖取两小滴粘稠液置于蒸渡有金电极一侧的石英片衬底的两端，两粘稠液滴间的连线与电极间沟道方向平行，将步骤E中所述的Si/SiO₂条形结构置于粘稠液上方，并用力将其压紧至SiO₂栅绝缘层与金电极贴紧，待粘稠液干燥凝固，从而制备得到超高电荷迁移率的高分子场效应晶体管。

2.如权利要求1所述的一种超高电荷迁移率的高分子场效应晶体管的制备方法，其特征在于：贵金属盐为金、银、铂或钯的最高价盐。

3.如权利要求2所述的一种超高电荷迁移率的高分子场效应晶体管的制备方法，其特征在于：贵金属盐为HAuCl₄·4H₂O、AgNO₃、H₂PtCl₆.6H₂O、AuCl₃、PdCl₂或Pd(NO₃)₂。

4.如权利要求1所述的一种超高电荷迁移率的高分子场效应晶体管的制备方法，其特征在于：导电高分子为聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩或其衍生物。

5.如权利要求4所述的一种超高电荷迁移率的高分子场效应晶体管的制备方法，其特征在于：导电高分子为聚3，4-二氧乙基噻吩或聚3-己基噻吩。

6.如权利要求4或5所述的一种超高电荷迁移率的高分子场效应晶体管的制备方法，其特征在于：导电高分子为聚苯胺时，气相聚合的温度为50～70摄氏度；导电高分子为聚噻吩时，气相聚合的温度为90～110摄氏度；导电高分子为聚吡咯时，气相聚合的温度为20～60摄氏度。

7.如权利要求1所述的一种超高电荷迁移率的高分子场效应晶体管的制备方法，其特征在于：电纺丝高分子材料为聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。

8.一种超高电荷迁移率的高分子场效应晶体管的制备方法，其特征在于：将电纺丝高分子材料和贵金属盐混纺成电纺丝高分子纳米纤维，用石英片衬底接收，再用水合肼、柠檬酸盐、乙二醇或甲醛将贵金属盐还原成纳米粒子；然后再将石英片衬底浸入到导电高分子单体的饱和溶液中，以过硫酸铵或三氯化铁作为氧化剂引发聚合形成掺杂有贵金属纳米粒子的核壳纤维，其余步骤如权利要求1所述，从而制备得到超高电荷迁移率的高分子场效应晶体管。