[发明专利]一种利用磁场调控有机薄膜分子有序化生长的方法

说明书

本发明公开的一种利用磁场调控有机薄膜分子有序化生长的方法，具体按以下步骤实施：步骤1、根据有机材料选取光敏剂和有机溶剂，将有机材料和光敏剂溶于有机溶剂中形成均匀的混合液；步骤2、根据步骤1中的光敏剂选取激发光源和磁场；步骤3、先将经步骤1得到的混合液倒入溶液槽中，然后将预先清洗干净的衬底夹持于提拉装置的夹具上，再设置激发光源和磁场的参数，在激发光源与磁场作用下，采用溶液提拉法使得有机薄膜分子生长。在有机薄膜生长过程中，通过在生长溶液增加光敏剂，激发光源激发，施加磁场等工艺条件，提高有机薄膜分子的有序化程度，改善薄膜的品质和光电特性。

技术领域

本发明属于有机半导体薄膜技术领域，涉及一种利用磁场调控有机薄膜 分子有序化生长的方法。

背景技术

有机半导体薄膜通常为分子高度无序薄膜。分子的无序造成了薄膜内部 分子排列密度降低、相邻分子间距增大、产生大量的缺陷陷阱、轨道重叠程 度降低、分子间形成势垒以及能带不连续的问题。这些问题将会导致激子的 扩散长度减小10nm及自由载流子迁移率的降低10^-7cm²/V·S～10^-2cm²/V·S， 从而降低输运效率。此外，由于同时形成的异质结界面态增多，激子复合率 增加，分离效率降低，最终会影响光电器件的电学特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用磁场调控有机薄膜分子有序化生长的 方法，能够提高有机薄膜分子的有序化程度。

本发明所采用的技术方案是，一种利用磁场调控有机薄膜分子有序化生 长的方法，具体按以下步骤实施：

步骤1、根据有机材料选取光敏剂和有机溶剂，将有机材料和光敏剂溶 于有机溶剂中形成均匀的混合液；

步骤2、根据步骤1中的光敏剂选取激发光源和磁场；

步骤3、先将经步骤1得到的混合液倒入溶液槽中，然后将预先清洗干 净的衬底夹持于提拉装置的夹具上，再设置激发光源和磁场的参数，在激发 光源与磁场作用下，采用溶液提拉法使得有机薄膜分子生长。

本发明的特点还在于，

有机材料为噻吩类、聚对苯乙烯撑类衍生物、芳香胺类、稠环芳香化 合物、C60衍生物、交替共聚物和聚合物、咔唑物、含咔唑基聚合物中的 一种。

光敏剂的分子能级结构为S₂>S₁>T₂>T₁，光敏剂的吸收系数大于 10⁴cm^-1，光敏剂的系间窜越速率常数大于10⁶/s，S₁与T₂能隙小于20kJ/mol， 三线态寿命为10^-3s～10^-4s。

激发光源的光子能量大于光敏剂激发态与基态的能级差，激发光源的光 子能量的波长比吸收长波限的波长短20nm～50nm。

激发光源为红外、紫外、可见光中的一种，激发光源的强度为恒定光源 或交变光源。

磁场为电磁磁场或永磁磁场，磁场形式为恒定磁场或交变磁场。

磁场的参数包括磁场强度、磁场频率及强度梯度。

本发明的有益效果在于：

本发明的方法，在有机薄膜生长过程中，通过在生长溶液增加光敏剂， 激发光源激发，施加磁场等工艺条件，可有效控制分子生长取向和堆积方向， 减少缺陷陷阱，降低相邻分子间的势垒，增大激子的扩散长度以及载流子的 迁移率，从而提高有机薄膜分子的有序化程度，改善薄膜的品质和光电特性。

附图说明