[发明专利]制备尺寸可控的高取向有机小分子半导体单晶图案的方法

摘要

本发明公开了一种制备尺寸可控的高取向有机小分子半导体单晶图案的方法，本发明基于毛细力刻蚀和聚合物辅助有机蒸汽处理，与传统的毛细力刻蚀不同的是，本发明采用溶剂软化样品。在聚合物辅助有机蒸汽处理毛细力刻蚀过程中，将与模板紧密接触的有机小分子半导体/聚合物混合膜暴露在饱和有机蒸汽中，使其软化甚至部分溶解。在毛细力的作用下，聚合物带动有机小分子半导体沿模板侧壁攀升，填充入模板与基底形成的沟槽中，有机小分子半导体在模板图案限制和毛细力的双重作用下取向重结晶，最终在聚合物上形成高取向的有机小分子半导体单晶微结构。有机蒸汽和聚合物为有机小分子半导体重结晶提供了媒介。本发明通过调控聚合物种类、混合溶液浓度、有机溶剂种类以及蒸汽压，可以在聚合物表面上形成大面积、尺寸均一、高取向的有机小分子半导体单晶图案。

主权项

制备尺寸可控的高取向有机小分子半导体单晶图案的方法，其特征在于：包括下列步骤，第一步，对模板进行防粘处理，具体为：将模板依次进行去离子水、丙酮、乙醇超声清洗，然后进行氧等离子体处理；然后将模板置于盛有全氟十二烷基三氯硅烷蒸汽的干燥器中加热到90℃处理4h，取出备用；所述模板表面具有等间距的条纹或具有矩形条纹的微米级图案，起到限制晶体尺寸和形状的作用；所述条纹间距或矩形条纹图案宽度为5μm～52μm，深3～5μm；所述模板选择硅模板或者石英模板；第二步，配置聚合物和有机小分子半导体的混合溶液，通过滴涂的方式在基底上形成混合膜；所述的聚合物和有机小分子半导体混合溶液中聚合物和有机小分子半导体的质量比例为1:1；所述的聚合物和所述有机小分子半导体在同一种有机溶剂中可溶；混合溶液的浓度受不同有机小分子半导体溶解度的限制，选取浓度范围是质量百分比为1％～7％；所述的基底选择玻璃或者硅基底；所述的有机溶剂选择氯仿、四氢呋喃、二氯甲烷、甲苯、二氯苯或苯甲醚；第三步，将基底上的混合膜与模板上的微米级图案紧密接触，然后置于饱和有机蒸汽中处理10h～24h；处理温度为23℃～60℃；所述的混合膜与模板紧密接触是通过额外施加0.1MPa～0.5Mpa的外力实现的；所述的饱和的有机蒸汽是将有机溶剂预先放在密闭容器中4h以上，使密闭容器内蒸汽压稳定；第四步，移去模板，在聚合物上得到高取向有机小分子半导体单晶图案。