[发明专利]一种二维共晶有机单晶微米晶体、制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种二维共晶有机单晶微米晶体、制备方法及其应用，制备步骤如下：卤键给体分子选择含吡啶氮的寡聚苯乙烯基有机分子，卤键受体分子选择碘苯有机分子；将卤键给受体分子，加入良有机溶剂并超声数分钟，制得卤键给受体分子有机溶剂储备溶液；在室温下将卤键给受体分子有机溶剂储备溶液加入到不良有机溶剂中摇匀，然后滴在基底上，有机溶剂挥发干后获得二维有机共晶微纳米结构材料。二维共晶有机单晶微米晶体可应该用于制备多通道输入与输出的光学逻辑器件。本发明为实现二维有机微纳米晶体可控制备提供了一条新途径，并且该有机晶体能够实现不对称光子传输，从而实现了以二维有机微纳结构晶体为载体的多输入/输出通道的光学逻辑器件。

技术领域

本发明属于有机晶体光电器件运用，特别涉及一种二维共晶有机单晶微米晶体、制备方法及其应用。

背景技术

二维有机晶体具有多方向光子传输，使得他们更适合运用于芯片级平面光学系统，回音壁模式谐振器（有机晶体激光）和方向可控波导等领域。付红斌教授团队将二维有机均二苯乙烯单晶六边形微米盘作为回音壁模式谐振器同时实现了多模和单模激光。然而，对于单一组分材料，非常有限的有机分子存在二维自组装特性，这严重制约了二维有机光电子的发展。因此，设计制备具有二维自组装结晶特性的有机功能化基元仍然是一个巨大的挑战。最近，通过一个适当的构象异构，引入卤键、氢键等各向异性的非共价相互作用已经实现了晶体结构的精细工程。由于卤键、氢键等各向异性的非共价相互作用的引入可以影响有机晶体的结构，进而实现对有机微纳米结构材料的可控制备。但是，基于卤键、氢键等各向异性的非共价相互作用实现二维有机微纳米材料可控制备的报道非常稀少。类似于电子元器件中半导体中的P-N结，非对称光子传输在光集成电路中的光隔离和光二极管运用中具有不可替代的作用。当前绝大部分的不对称光子传输都基于磁光特性、拓扑光子学或者非线性光学，利用非对称耦合效率或者光子在不同方向上的不均匀传输损失来实现的。复杂的结构设计或者额外添加的电磁场对于这些不对称光子传输是必不可少，大大限制了不对称光子传输在光集成电路中的运用。因此具有不对称光子传输的二维有机微纳米材料可控制备具有非常搞的学术价值和运用前景。

发明内容

本发明目的是提供一种二维共晶有机单晶微米晶体、制备方法及其应用，基于方便、简单以及低成本的溶液法，通过引入非共价键作用-卤键作用，调控晶体生长的驱动力的平衡，实现了高质量二维有机微纳米结构材料的高度可控制备。同时，利用二维共晶有机微纳米结构材料固有的各向异性实现了光子的不对称传输，从而制备出多通道输入与输出的光学逻辑器件。

技术方案：一种二维共晶有机单晶微米晶体的制备方法，制备步骤如下：

（1）选择含吡啶氮的寡聚苯乙烯基有机分子作为卤键给体分子，选择碘苯有机分子作为卤键受体分子；

（2）将所述的卤键给体分子和卤键受体分子加入良有机溶剂并超声数分钟，获得卤键给受体分子有机溶剂储备溶液；

（3）在室温下将卤键给受体分子有机溶剂储备溶液加入到不良有机溶剂中摇匀，然后滴在基底上，有机溶剂挥发干后获得二维共晶有机单晶微米晶体的结构材料。