[发明专利]一种制备阵列化有机纳米粒子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备阵列化有机纳米粒子的方法。

背景技术

过去的几十年中，有机半导体分子因其较低的成本和易于规模化生产 等特点引起了广泛的关注。其中，纳米结构的有机半导体因其显著的电学 性能成为了显示器、集成电路、太阳能电池、传感器和信息存储等领域的 重要研究对象。

目前，已有多种制备图案阵列化的有机纳米器件的方法，如，物理气 相传输法、液相浸渍法，有机金属气相/液相配合反应法等。其中，物理气 相传输法需要对基底进行修饰，工艺复杂，成本高，不适合规模化生产。 液相浸渍法只适用于溶解性较好的有机分子。有机金属气相/液相配合反应 法只适用于Cu和TCNQ(TCNQ＝7，7，8，8-tetracyanoquinodimethane)等少 数几种体系。以自组装单层膜为模板制备阵列化有机纳米材料的方法，也 只适用于溶解性良好的有机分子。

因此，有必要提供一种操作简便，适用于规模化生产的阵列化有机纳 米粒子的制备方法

发明内容

本发明的目的是提供一种利用液相反应制备阵列化有机纳米粒子的方 法。

本发明所提供的制备阵列化有机纳米粒子的方法，具体包括以下步骤：

1)常温常压下，将有机分子溶于有机溶剂中得到有机分子的饱和溶液； 常温常压下，将氧化剂溶于有机溶剂中得到氧化剂的饱和溶液；在惰性气 体保护条件下，将有机分子的饱和溶液和氧化剂的饱和溶液按照有机分子 与氧化剂反应的化学剂量比混合，得到有机分子的阳离子自由基溶液；

2)在密封闭光条件下，将阵列化金属电极基片于步骤1)中配制的有 机分子的阳离子自由基溶液中浸渍2-24h，控制有机分子的阳离子自由基溶 液的浓度为0.1-1mM，洗涤，氮气吹干，得到阵列化有机纳米粒子。

其中，步骤1)中所述的有机分子选自金属卟啉(Porphyran)、金属 酞菁(Metal Phthalocyanine)、多环芳烃、低聚噻吩(Oligothiophene) 或低聚噻吩衍生物中的一种。

步骤1)中所述的氧化剂为高氯酸银与碘的混合物或三氯化铁。

步骤1)中所述的有机溶剂为乙腈或二氯甲烷。

步骤1)中所述的惰性气体为氩气或者氮气。

步骤2)中所述的阵列化金属电极基片选自阵列化银电极基片或者活泼 性在银之前的金属(铜、铁、铝或锌等)的阵列化电极基片中的一种。阵 列化金属电极基片的制备采用常规技术，即在真空条件下在基板上(所述 的基板通常选择带有Si0₂热氧化层的高度n型掺杂的Si片)通过光刻的图板 蒸镀一层1.5nm厚的Cr作为粘附层，再蒸镀厚度大于等于30nm金属(银或 活泼性在银之前的金属)层，电极沟道长宽大小和电极大小可自由按照要 求取值。制备完毕后将阵列化的金属电极基片按1cm×1cm切割成小片，分 别用水，丙酮，乙醇洗涤，并用氮气吹干待用(J.Phys.Chem.B 1999，103， 8842-8849)。

本发明具有以下有益效果：

本发明所提供的制备方法操作简单易行，可大面积制备阵列化有机纳 米粒子。可通过控制阵列化金属电极基片的大小，沟道长宽，有机分子的 阳离子自由基溶液的浓度和浸渍时间等，达到对阵列化有机纳米粒子形貌 的控制，并可根据需要进行后续加工如煅烧等手段提高结晶性能。本发明 所提供的方法为集成电路，显示器，传感器等领域提供了广阔的应用前景。

附图说明

图1为实施例1制备的样品1^#的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像。

图2为实施例1制备的样品1^#的X射线衍射(XRD)图像。

图3为实施例2制备的样品2^#的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像。

图4为实施例2制备的样品2^#的X射线衍射(XRD)图像。

图5为实施例3制备的样品3^#的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像。

图6为实施例3制备的样品3^#的X射线衍射(XRD)图像。

图7为实施例4制备的样品4^#的场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像。

图8为实施例4制备的样品4^#的X射线衍射(XRD)图像。