[发明专利]一种改性的聚噻吩类有机磁阻薄膜材料及其制备方法、应用

说明书

技术领域

本发明涉及磁阻材料技术领域，具体涉及一种改性的聚噻吩类有 机磁阻薄膜材料及其制备方法、应用。

背景技术

磁阻效应(MagnetoresistanceEffect)，又称为磁电阻效应，是指某 些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。磁阻效应主 要分为常磁阻，巨磁阻，超巨磁阻，异向磁阻，穿隧磁阻效应等。在 大多数金属中，电阻率的变化值为正，而过渡金属和类金属合金及饱 和磁体的电阻率变化值为负，尤其是半导体有很大的磁电阻各向异性。 利用材料的磁电阻效应，可以制成磁敏电阻元件，用来构造位移传感 器、转速传感器、位置传感器和速度传感器等。

随着有机半导体材料在有机电致发光器件、光伏电池和场效应管 等光电器件中的广泛发展应用，尤其是2004年Francis等报道的共轭 有机半导体聚芴表现出巨大的负磁电阻效应，远远超过了无机非磁材 料的室温磁电阻率，使得学者们开始关注有机半导体材料在磁效应领 域的性能研究。

有机半导体是指具有半导体特性的有机功能材料，主要是一类包 含7c共轭结构的有机聚合物和有机小分子，由于外加磁场可以改变有 机半导体器件的注入电流、光电流、光致发光、电致发光等，这其中 有机磁电阻是有机材料表现出的一种典型实验现象，有机半导体材料 在室温和低磁场(～10mT)下的电阻变化率可达10％以上。因而有机 半导体器件在磁场作用下的光电特性成为近十几年来一个备受关注的 研究领域，

如中国专利(CN101427145B)中公开的有机磁阻装置及其应用、 (CN101427395A)中公开的具有磁阻效应的装置及其应用以及(CN 103748477A)中公开的用于设备组成部分的状态监控的装置和方法等 等，均公开了一系列具有磁阻效应的有机高分子薄膜构件，与传统单 层系统的“AMR(各向异性磁阻)”效应比，敏感性提高一个数量级， 而且GMR(巨磁阻)效应和TMR(隧道磁阻)效应是这些有机薄层构 件的主要代表。此外由“HangGu,TheoKreouzis,WilliamGillin”所著 的，发表在“OrganicElectronics(有机电子学)”,2014年度，第15卷， 第8期第1711-1716页的，文章“Thetransitionfrombipolaronto triplet-polaronmagnetoresistanceinasinglelayerorganicsemiconductor device(单层有机半导体器件中从双激子磁阻效应到三线态-激子磁阻 效应转变)”也描述了如聚噻吩类有机高分子磁阻效应等。然而现有公 开的有机高分子磁阻材料在传感器等应用中，仍然存在导电能力相对 较差和磁阻响应灵敏度相对较低的缺点。

因而，如何得到一种有机磁阻材料，能够提高应用过程中的导电 能力和磁阻响应灵敏度，已成为本领域具有前瞻性的学者和企业广泛 关注焦点。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种有机高分子磁 阻材料及其制备方法和应用，尤其是一种改性的聚噻吩类有机磁阻薄 膜材料及其制备方法、应用。本发明提供的改性聚噻吩类有机高分子 薄膜具有较高的导电性，而且制备的电子器件具有较高的磁阻响应程 度。

本发明提供了一种有机磁阻薄膜材料，由聚噻吩类化合物和稠环 芳烃类衍生物复合后得到。

优选的，所述聚噻吩类化合物包括3-己基取代聚噻吩、3-辛基取 代聚噻吩和聚(3-丁基聚噻吩-2,5-二基)中的一种或多种；

所述稠环芳烃类衍生物包括并五苯、并五聚噻吩、6,13-二甲基并 五苯和6,13-二乙基并五苯中的一种或多种。

优选的，所述稠环芳烃类衍生物与所述聚噻吩类化合物的质量比 为(0.1～10)：(99.9～90)。

优选的，所述有机磁阻薄膜的厚度为50nm～1μm；

所述有机磁阻薄膜的载流子迁移率为1×10^-4cm²/V·s～0.1cm²/V·s。

本发明提供了一种有机磁阻薄膜材料的制备方法，包括以下步 骤：

1)将聚噻吩类化合物和稠环芳烃类衍生物在有机溶剂中混合后， 得到混合液；

2)将上述步骤得到的混合液成膜后，得到有机磁阻薄膜材料。