[发明专利]利用黏性基底和表面活性剂调控生长二维有机单晶膜的方法

说明书

本发明公开了一种利用黏性基底和表面活性剂调控生长二维有机单晶膜的方法，在粘性液体基底上滴加混合溶液，混合溶液为表面活性剂、有机试剂和甲苯混合的混合物，再于10～25℃放置8～10小时，以使甲苯挥发，得到二维有机单晶膜，表面活性剂的质量份数、有机试剂的质量份数和甲苯的体积份数的比为(0.025～0.16)：(0.18～0.5)：1，表面活性剂为全氟锌酸钠，有机试剂为C6‑DPA、苝、C8‑BTBT或DFH‑4T，粘性液体基底为丙三醇或丙三醇水溶液，其中，丙三醇水溶液中丙三醇的体积占该丙三醇水溶液的体积的V，70％≤V＜100％，本发明的方法通过以黏性液体为基底起到空间限域的作用，加入表面活性剂增加铺展面积，从而制备大面积二维单晶膜。

技术领域

本发明属于有机半导体技术领域，具体来说涉及一种利用黏性基底和表面活性剂调控生长二维有机单晶膜的方法。

背景技术

二维有机单晶膜结合了二维材料容易制备，柔性，有机材料可设计结构，易溶解，少的电荷缺陷，无晶界，以及单晶膜高的器件性能三方面的优点，基于这些优点二维有机单晶膜得到了非常广泛。因此，制备高质量的二维有机单晶膜成为了现阶段人们关注的重点。近来，徐春晖用“溶液外延法”，王晴晴用“空间限域的二维生长方法”，在水面上生长了二维有机单晶膜。但是，水的流动性较大，微小的震动都会破坏生成的二维有机单晶膜，而且低表面张力的溶液在水面上容易分散，不易生长二维单晶膜。为了制备高质量的二维有机单晶膜，目前还是缺少可以普适性生长大面积二维有机单晶膜的方法。因此，我们提出了以黏性物质丙三醇作为基底，在丙三醇表面上滴加含有表面活性剂的有机半导体溶液，用于制备大面积，超薄的二维有机单晶膜。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用黏性基底和表面活性剂调控生长二维有机单晶膜的方法，该方法通过调整粘性液体基底可制备得到不同厚度的二维有机单晶膜。

本发明的另一目的是提供上述方法所得的二维有机单晶膜。

本发明的另一目的是提供上述二维有机单晶膜在有机场效应晶体管器件中的应用。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种利用黏性基底和表面活性剂调控生长二维有机单晶膜的方法，包括以下步骤：

在粘性液体基底上滴加混合溶液，所述混合溶液为表面活性剂、有机试剂和甲苯混合的混合物，再于10～25℃放置8～10小时，以使所述甲苯挥发，得到二维有机单晶膜，其中，所述表面活性剂的质量份数、有机试剂的质量份数和甲苯的体积份数的比为 (0.025～0.16)：(0.18～0.5)：1，

所述表面活性剂为全氟锌酸钠，所述有机试剂为C6-DPA、苝、C8-BTBT或DFH-4T，

所述粘性液体基底为丙三醇或丙三醇水溶液，其中，所述丙三醇水溶液中丙三醇的体积占该丙三醇水溶液的体积的V，70％≤V＜100％，所述质量份数的单位为mg，所述体积份数的单位为mL。

在上述技术方案中，每次滴加一滴所述混合溶液的体积为40～60μL，优选为50μL。

在上述技术方案中，所述温度为15～22℃。

在上述技术方案中，当所述有机试剂为C6-DPA时，所述表面活性剂的质量份数、有机试剂的质量份数和甲苯的体积份数的比为0.075：(0.18～0.22)：1；

当所述有机试剂为苝时，所述表面活性剂的质量份数、有机试剂的质量份数和甲苯的体积份数的比为(0.15～0.2)：0.5：1；

当所述有机试剂为C8-BTBT时，所述表面活性剂的质量份数、有机试剂的质量份数和甲苯的体积份数的比为(0.02～0.03)：0.5：1；