[发明专利]一种利用微流控技术的有机晶体薄膜的外延生长方法及有机晶体薄膜与应用

说明书

本发明公开了一种利用微流控技术的有机晶体薄膜的外延生长方法及有机晶体薄膜与应用，该生长方法包括以下步骤：(1)晶体溶液的制备：在40～100℃下，将具有取向性的高分子材料溶于溶剂中，然后在‑20～10℃下冷藏，得到晶体溶液；(2)有机晶体薄膜的制备：晶体溶液在氮气的作用下，在微流控装置内部形成气流差，带动溶液在微纳米孔道中喷射到衬底表面，形成晶体初级薄膜，干燥后得到有机晶体薄膜。本发明操作简单方便，制备得到的有机晶体薄膜具有生长均匀、边缘规整的特点。

技术领域

本发明涉及有机晶体薄膜制备领域，特别涉及一种利用微流控技术的有机晶体薄膜的外延生长方法及有机晶体薄膜与应用。

背景技术

外延生长工艺主要是依靠晶体界面的二维结构近似成核的原理，在一块单晶片上，沿着其原来的结晶轴方一向再生长一层晶格完整、且可以具有不同的杂质浓度和厚度的单晶层的工艺。外延层可以和原单晶片具有不同的导电类型，利用这一特性，可以通过外延生长来直接制备p-n异质结。外延生长法有气相外延、液相外延和分子束外延等。要求基质的晶面与薄膜的晶面很好地匹配，以保证得到均匀、稳定的单晶薄膜，并使膜在温度变化过程中不脱落。是目前晶体薄膜生长的主要方式，在缺陷化学、晶体工程、物理化学、纳米科学等学科有着广泛的应用。

微流控技术是通过将软光刻复制成型的具有微通道的聚合物与平整的表面 (例如载玻片)进行键合组成。微流控既可以研究流体在微通道中的行为，也可以制造用于实验研究的微流体装置，例如芯片实验室。但微流控技术在机晶体薄膜的外延生长方面未见报道。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种利用微流控技术的有机晶体薄膜的外延生长方法，操作简单方便，制备得到的有机晶体薄膜生长均匀、边缘规整的特点。

本发明的第二目的在于提供上述利用微流控技术的有机晶体薄膜的外延生长方法制备得到的有机晶体薄膜。

本发明的第三目的在于提供上述有机晶体薄膜在半导体制造领域中的应用。

本发明的首要目的通过以下技术方案实现：

一种利用微流控技术的有机晶体薄膜的外延生长方法，包括以下步骤：

(1)晶体溶液的制备：在40～100℃下，将具有取向性的高分子材料溶于溶剂中，然后在-20～10℃下冷藏，得到晶体溶液；

(2)有机晶体薄膜的制备：晶体溶液在氮气的作用下，在微流控装置内部形成气流差，带动溶液在微纳米孔道中喷射到衬底表面，形成晶体初级薄膜，干燥后得到有机晶体薄膜。

优选地，步骤(1)所述高分子材料为聚氧化乙烯、聚乳酸、聚乙烯、并四苯(Tetracene)、8-羟基喹啉铝(Alq3)或N,N’-二苯基-N,N’-(1-萘基)-1,1’ -联苯-4,4’-二胺(NPB)中的一种。

优选地，步骤(1)所述溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、乙二醇单甲醚或乙二醇单乙醚中的一种。

优选地，当步骤(1)所述高分子材料为聚氧化乙烯，所述晶体溶液的制备具体为：

在55～65℃下，将具有取向性的高分子材料溶于溶剂中，然后在2～6℃下冷藏，得到晶体溶液。

优选地，步骤(1)所述冷藏的时间为20～28小时。

优选地，步骤(2)所述衬底料为SiC或PET。

优选地，步骤(2)所述干燥为真空常温干燥。

优选地，步骤(2)所述干燥的时间为6～96h。

优选地，所述微流控装置包括密闭玻璃管道以及玻璃毛细管，所述玻璃毛细管设置在密闭玻璃管道内部，所述密闭玻璃管道和玻璃毛细管中空，所述密闭玻璃管道外接氮气。