[发明专利]一种固相结晶性能有机半导体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种固相结晶性能有机半导体材料及其制备方法，属于新型有机半导体材料和器件研究领域。该具有固相结晶性能有机半导体材料，由具有固相结晶性能的功能分子制成，将功能分子的溶液旋涂在基底表面，室温放置，晶体从薄膜中长出，得到有机晶体；所述的功能分子为5,5‑二苯基‑二苯并噻咯，包含共轭基团和功能基团，其中共轭基团是二苯并噻咯，功能基团是苯基。在保证有机半导体材料电子学性能的同时，有效避免了目前硅电子器件制备工艺中大量使用的有机溶剂与有机材料接触会改变分子排布从而影响性能的问题，为有机半导体材料与无定型硅材料生产工艺的结合提供契机。

技术领域

本发明公开了一种具有固相结晶性能的有机半导体材料及其制备方法，利用固相结晶获得的分子晶体形貌进行有机电子学器件制备，属于有机电子学领域，特别是新型有机半导体材料和器件研究领域。

背景技术

有机半导体晶体材料有设计性强、器件性能突出等特点，在柔性电子学、可穿戴设备研制诸多领域有广泛的应用前景。但是目前以无定型硅为核心的半导体生产工艺中大量使用光刻等生产工艺，这些生产工艺中使用的有机溶剂会破坏有机半导体材料的分子排布，影响有机半导体晶体材料性能，因此有机半导体生产工艺与现有半导体生产工艺不能兼容，导致有机半导体材料发展缓慢，已不能满足生产和应用需求。

发明内容

本发明提出一种具有固相结晶性能的有机半导体材料，并利用这种材料固相结晶形成的形貌进行电子学器件制备，通过调节分子共轭基团和功能基团关系，设计并合成具有室温下固相结晶性能的有机半导体功能材料，利用微晶结构进行有机电子器件构建。该方法具有后处理简单，成本低，半导体性能高，材料设计性强等特点，具有巨大的发展潜力和广阔的市场应用前景。

一种具有固相结晶性能有机半导体材料，由具有固相结晶性能的功能分子制成，将所述功能分子的溶液旋涂在基底表面，室温放置培养晶体，晶体从薄膜中长出，得到有机晶体；所述的功能分子为5,5-二苯基-二苯并噻咯，包含共轭基团和功能基团，其中共轭基团是二苯并噻咯，功能基团是苯基。

5,5-二苯基-二苯并噻咯的结构式为：

一种具有固相结晶性能有机半导体材料的制备方法，包括如下步骤：将所述的具有固相结晶性能的功能分子与有机溶剂混合，配制得到功能分子溶液，旋涂在基底表面，室温放置培养晶体，晶体从薄膜中长出，得到固相结晶形成的晶体。

上述方法中，采用的有机溶剂包括但不限于氯仿、四氢呋喃、二氯甲烷。所述的功能分子溶液的浓度为0.5-20mg/mL。

上述方法中，所述的旋涂转速为2000-5000r/min。涂层的厚度为10nm-50μm。

上述方法中，所述的基底包括但不限于硅片、云母和石英。

上述方法中，所述的室温是指20-40摄氏度，放置时间为1-36小时。

功能分子5,5-二苯基-二苯并噻咯在制备有机半导体材料及有机电子器件中的应用：由功能分子5,5-二苯基-二苯并噻咯可制备得到具有固相结晶性能有机半导体材料，该有机半导体材料可以用于制备有机电子器件，特别是高性能有机柔性电子器件。

本发明设计并合成一种具有固相结晶的功能分子，将功能分子的溶液旋涂在基底表面，室温放置直到有机晶体从旋涂获得的薄膜中长出，制备电极获得有机电子器件，并进行电学测量。在固相结晶形成的晶体形貌上制备电极，电极制备方法包含但不限于贴金膜法、热蒸镀法、磁控溅射法等。