[发明专利]一种薄膜基电学器件

说明书

本发明提供一种薄膜基电学器件，所述电学器件包括电子导电金属有机框架(EC‑MOFs)薄膜。所述电子导电金属有机框架薄膜为电学器件的活性层。所述电学器件还包括两个以上电极。所述两个以上电极中至少有一个电极设置在所述电子导电金属有机框架薄膜之上或所述两个以上电极设置在所述电子导电金属有机框架薄膜之下。本发明中的EC‑MOFs薄膜应用于高选择性快速响应的室温化学电阻型气敏传感器均具有良好的效果。

技术领域

本发明属于电学器件技术领域，尤其涉及一种薄膜基电学器件。

背景技术

电子导电金属有机框架(Electronic Conductive Metal–Organic Frameworks，以下简称EC-MOFs)材料是一类新兴的由金属离子或金属离子簇和有机配体通过配位键自组装形成的导电多孔晶态材料。不同于常规的有机半导体和无机半导体，EC-MOFs是新出现的一类集多孔性、选择性与半导体特性于一体的晶体材料。已报道的EC-MOFs导电率已达50S·cm^-1，超过电学器件中广泛应用的包括活性炭在内的导电碳材料。其中，Yaghi和他的同事首次合成了一类化学稳定性良好的EC-MOFs材料Cu₃(HHTP)₂(HHTP＝2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯)，它的电导率为0.20S·cm^-1。此外，EC-MOFs材料因其丰富可设计的晶体结构和可调节的电子能带结构等优势使得EC-MOFs材料作为活性功能组分在新型的场效应晶体管、锂电池、超级电容器、气敏传感器等半导体电学器件领域具有很高的研究价值和应用潜力。然而，已报道的EC-MOFs材料的应用大部分采用粉末或厚膜形式，巨大的颗粒尺寸和晶界限制了电学器件中的电子和物质传输。众所周知，薄膜的质量是高性能的器件的重要决定因素之一，因此有必要在电学器件中采用高质量的薄膜进而来提高器件性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种薄膜基电学器件。本发明所使用的EC-MOFs薄膜具有很高的质量并且厚度可控，使所述器件具有良好的效果。

一种薄膜基电学器件，所述电学器件包括电子导电金属有机框架(EC-MOFs)薄膜。

根据本发明，所述电子导电金属有机框架薄膜为电学器件的活性层。

根据本发明，所述电学器件还包括两个以上电极。

根据本发明，所述两个以上电极中至少有一个电极设置在所述电子导电金属有机框架薄膜之上或所述两个以上电极设置在所述电子导电金属有机框架薄膜之下。

根据本发明，所述电学器件还包括绝缘基底，所述绝缘基底设置在所述两个以上电极和所述电子导电金属有机框架薄膜之下。

根据本发明，所述电学电器还包括导电层，所述导电层设置在所述绝缘基底之下。

根据本发明，所述电子导电金属有机框架薄膜是由金属离子或金属离子簇和有机配体通过配位键自组装形成的导电多孔晶态材料。

根据本发明，所述电子导电金属有机框架薄膜是由多层叠加而成，每层的厚度优选为1.5-2.5nm。优选地，所述薄膜的厚度低于100nm，又低于80nm，例如为10-70nm，20-50nm。

根据本发明，所述电子导电金属有机框架薄膜的表面粗糙度不高于5nm。

根据本发明，所述电子导电金属有机框架薄膜在至少500nm区域沿[001]取向。

根据本发明，所述有机配体选自儿茶酚基配体。

优选地，所述儿茶酚基配体选自2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯(HHTP)、六硫醇苯(BHT)、2,3,6,7,10,11-六氨基三亚苯(HATP)、2,3,6,7,10,11-六硫醇三亚苯(HTT)中的一种或多种。