[发明专利]一种有机自支撑单晶膜、其制备方法与应用

权利要求书

1.一种有机自支撑单晶膜的制备方法，其特征在于包括：

将第一离子液体施加于容器中形成第一层液膜；

将有机半导体材料溶于有机溶剂中形成有机半导体溶液；

将所述有机半导体溶液施加于第一离子液体表面形成第二层液膜；

在所述第二层液膜表面施加第二离子液体形成第三层液膜，构成“三明治”结构，置于真空干燥箱中，使得形成所述第二层液膜的有机半导体溶液中的有机溶剂与形成所述第三层液膜的第二离子液体进行缓慢的溶解，且有机半导体溶液中的有机溶剂穿透第二离子液体挥发，从而使有机半导体材料在两种离子液体中间缓慢自组装，获得具有大尺寸二维片状有机半导体单晶的有机自支撑单晶膜，其中，所述第一离子液体与有机半导体溶液不相溶、第二离子液体与有机半导体溶液微溶，且第一离子液体的密度大于有机半导体溶液的密度、第二离子液体的密度小于有机半导体溶液的密度。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述有机半导体材料包括蒽类化合物、苯醌类化合物、金属卟啉化合物、金属酞菁化合物、苝酰亚胺和/或苝酰亚胺衍生物和噻吩和/或噻吩衍生物中的任意一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述有机半导体溶液中的溶剂包括氯仿、二氯甲烷、氯苯、邻二氯苯、间二氯苯和对二氯苯中的任意一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第一离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-戊腈基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和1-戊腈基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的任意一种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第二离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑乙基三氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑甲基三氟硼酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐中的任意一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述有机半导体溶液的浓度为0.01～20mg/mL。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述有机半导体溶液中蒽类化合物、苯醌类化合物、金属卟啉化合物或金属酞菁化合物的浓度为饱和浓度。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述有机半导体溶液中苝酰亚胺和/或苝酰亚胺衍生物的浓度为0.1～5mg/mL。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述有机半导体溶液中噻吩和/或噻吩衍生物的浓度为0.2～20mg/mL。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述真空干燥箱的真空度为0.1～1MPa，温度为20～100℃。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于还包括：以第二溶剂对有机自支撑单晶膜进行清洗。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于：所述第二溶剂包括能溶解所述两种离子液体且不溶解所述有机半导体材料的所有溶剂。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于：所述第二溶剂包括水和/或醇。

14.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于还包括：以衬底将所述有机自支撑单晶膜从第二溶剂中取出。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于：所述衬底包括塑料衬底、不锈钢衬底、超薄玻璃衬底、纸质衬底和生物复合薄膜衬底中的任意一种或两种以上的组合。