[发明专利]一种有机自组装材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种有机自组装材料及其制备方法与应用，属于半导体材料技术领域。本发明提供了一种可以高效简便形成有机同质或者异质结构的体系，突破了现有的同质或者异质结构大多局限在无机材料的限制，扩充到有机材料领域。相比无机材料，有机分子易于剪裁，易于通过结构设计而得到理想的物理化学性质，因而更适用于实际生产中多样化的需求。并且本发明还突破了传统单一组分材料的限制，能够将不同材料组分组合在一起形成复合结构，产生多样化的性质。

技术领域

本发明涉及一种有机自组装材料及其制备方法与应用，属于半导体材料技术领域。

背景技术

相比传统的无机半导体(如硅、锗等)而言，有机半导体材料具有结构可设计与裁剪，可溶液大规模、低成本加工，器件柔软质轻等优点，在有机场效应晶体管、有机太阳能电池、有机发光二极管和有机热电等领域具有广泛的应用前景，引起了科学工作者们的极大关注。单晶结构高度有序，往往比薄膜展现更高的器件性能。如红荧烯(rubrene)的单晶场效应迁移率(40cm²V^-1s^-1)比其薄膜(0.7cm²V^-1s^-1)高出两个数量级。因此，将分子晶体应用于场效应晶体管、反相器、传感器、光探测器、发光场效应晶体管、光波导、光子学器件与回路和激光等方面，成为近十年来的研究热点。然而到现在为止，现有的研究中的绝大多数有机晶体都是单一组份的，单一有机分子结晶形成的晶体由于材料本征的限制，往往只具备一种性能。如何将相同、不同的有机单晶进行高效组合成复合结构，使其能够具有更加多样化的性质，对多功能器件的制备是重要的问题。

有机同质结构是将相同的有机材料组装在一起形成的复合结构，而有机异质结构是将不同的有机材料组装在一起形成的复合结构。通过组装不同组分的材料在一起，形成复合结构，突破了单一结构中的单一性质的限制，可以利用材料的多个性质从而制作更加功能化的器件。但是目前为止，在有机同质或者异质结构中，能够高效、简单地形成的同质或者异质结构材料体系十分少，所制备的方法也较为困难，因而限制了其发展。因此一系列能够快速高效制备的有机同质或异质结构亟需被发掘。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种有机自组装材料，是由寡聚苯乙烯撑或其衍生物(其结构如图1所示)组装形成的复合同质结构；或者由寡聚苯乙烯撑或其衍生物与苝或其衍生物(其结构如图2所示)组装形成的复合异质结构。

在本发明的一种实施方式中，所述有机自组装材料通过溶液法、气相传输法、微操台微操移动法或光刻法进行制备。

在本发明的一种实施方式中，所述复合同质结构由多根寡聚苯乙烯撑或其衍生物的单晶、多晶或者非晶材料组装形成。

在本发明的一种实施方式中，所述复合异质结构由寡聚苯乙烯撑或其衍生物的单晶、多晶或者非晶材料，与苝或其衍生物的单晶、多晶或者非晶材料组装形成。

在本发明的一种实施方式中，所述的组装是通过物理结合或者外延生长的方式进行。

在本发明的一种实施方式中，所述的寡聚苯乙烯撑或其衍生物的聚合度为0～10。

在本发明的一种实施方式中，所述复合同质结构或复合异质结构的发光形式为荧光、磷光或者热激活延迟发光。

本发明的第二个目的是提供一种所述的有机自组装材料的制备方法，包括如下步骤：将寡聚苯乙烯撑或其衍生物溶解于溶剂中，然后将溶液干燥得到所述的有机自组装材料；或者将寡聚苯乙烯撑或其衍生物与苝或其衍生物溶解于溶剂中，然后将得到的溶液干燥得到所述的有机自组装材料。

在本发明的一种实施方式中，所述方法制备得到的有机自组装材料为颗粒、棒状、片状或块状。

在本发明的一种实施方式中，所述溶剂为单一溶剂或混合溶剂。