[发明专利]基于多晶相分子的有机异质微纳米晶体及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种基于多晶相分子的有机异质微纳米晶体，有机异质微纳米晶体由一种多晶相分子组成，有机异质微纳米晶体中的多晶相分子至少具有两种晶相，各晶相之间形成异质结构。本发明的有机异质微纳米晶体制备方法方便、简单，该方法拓宽了有机异质结的分子材料体系和制备的方法思路。

技术领域

本发明涉及光电器件材料领域，尤其涉及一种基于多晶相分子的有机异质微纳米晶体及其制备和应用。

背景技术

近年来，随着对高性能光电设备，如场效应晶体管，光波导器件和发光二极管的需求逐步增加(Nat Nanotechnol.2010，(5)，225)，有机异质结构作为一种有前景的方法，可以将多个组件集成到一个结构中，克服单一输出通道的挑战，为实现更多的传输模式提供了可行性(AngewChemInt Ed.2017，(56)，3616)。此外，有机异质结构本身还具有制备和合成简单、分子结构设计灵活、光谱可调等一系列优点。因此，为了制造多功能、高性能的光电子器件，如光子路由器、逻辑门、调制器和多路复用器等，对于有机异质结构的精确合成是至关重要的。

然而，有机异质通常需要不同的分子，如CN 109166967 A公开了一种有机自组装材料及其制备方法与应用，其中一种材料为由寡聚苯乙烯撑或其衍生物与苝或其衍生物组装形成的复合异质结构。采用不同分子形成的有机异质很难保证不同分子可以以一种低晶格失配率的方式生长在一个结构中，此外，生长过程中的相分离现象也是有机异质结制备的一大挑战(Nano Lett.2017，(17)，695)。因此，可以选用同一种分子的多晶态的模式，一个分子可以形成两种或两种以上的晶相，可以有效地降低寻找材料的难度(AdvFunctMater.2012，(22)，4862)。此外，这些不同的晶相也具有高度相似的分子构象和堆积，这将有利于实现外延生长，阻碍相分离。这些晶相还具有不同的光电性质，在多功能光电器件中的应用潜力巨大。这种使用多晶相分子的策略可以有效地拓宽有机异质结的制备方法，提供了一种新的途径。

目前的异质结构大多局限在无机材料领域，开发越来越多的有机异质结构，尤其是利用单一分子形成的多晶相形成有机异质结构是目前亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于多晶相分子的有机异质微纳米晶体及其制备和应用，本发明利用一种分子可以在不同条件下形成多晶相为前提，将不同的晶相整合到一个结构中从而制备出有机异质微纳米晶体。

本发明的一种基于多晶相分子的有机异质微纳米晶体，有机异质微纳米晶体由一种多晶相分子组成，有机异质微纳米晶体中的多晶相分子至少具有两种晶相，各晶相之间形成异质结构，多晶相分子的结构式为以下结构式中的一种：

其中，R₁、R₂和R₃分别独立地选自氢、C1-C6烷基、氰基、C1-C6烷氧基或卤素。

优选地，R₁、R₂和R₃分别独立地选自氢、甲基、氰基、甲氧基或卤素。

进一步地，卤素包括氟、氯、溴或碘。

进一步地，晶相包括一维晶相和二维晶相。

优选地，晶相包括一维棒状和二维片状结构。

在本发明一具体实施例中，多晶相分子的结构式为以下结构式：

其中R₂为氰基；其形成的有机异质微纳米晶体为一维棒状和二维片状混杂的有机异质微纳米晶体。

本发明还提供了一种上述基于多晶相分子的有机异质微纳米晶体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将多晶相分子溶于良有机溶剂中，获得有机半导体分子储备液；