[发明专利]基于双刮刀技术的二维分子晶体的图案化制备方法

说明书

本发明提供了一种基于双刮刀技术的二维分子晶体的图案化制备方法，包括以下步骤：提供一氧化硅片作为基底，在基底上设置疏水绝缘层，以获得具有亲疏水性分布的图案化基底；提供两枚氧化硅片作为双刮刀，并进行双刮刀的重组；其中一枚刮刀进行疏水性修饰以形成疏水性刮刀，另一枚刮刀进行亲水性修饰以形成亲水性刮刀；分别配置小分子溶液和PS溶液，并将配置的小分子溶液和PS溶液混合搅拌均匀，以形成混合溶液；利用双刮刀技术，将去离子水和混合溶液分别注入亲水性刮刀和疏水性刮刀，并进行刮涂以在图案化基底上，制备出二维分子晶体。本发明制备的二维分子晶体表现出较好的单晶特性和具有原子级别的光滑度，无需晶体的转移过程。

技术领域

本发明涉及有机半导体薄膜的制备技术领域，特别是涉及一种基于双刮刀技术的二维分子晶体的图案化制备方法。

背景技术

目前，有机半导体薄膜中的二维分子晶体被广泛应用在有机场效应晶体管中，用以提高器件的性能。

在现有的二维分子晶体的制备方法中，可以利用丝网印刷技术实现二维分子晶体的图案化制备。但是，该方法在一些列的刻蚀过程中(包括湿法刻蚀和干法刻蚀)，很容易造成晶体的污染与破损，影响晶体的器件性能。

当然，现有技术中还有采用在液/液界面上实现二维分子晶体的制备方法，在该方法中，通过相转移表面活性剂四丁基溴化铵的加入，有效控制水和有机溶剂之间的界面张力，促进溶质分子的均匀扩散，达到限制空间的二维晶体生长模式，成功获得少层甚至单层的二维分子晶体，最后应用打捞手段将晶体转移到目标基底上完成转移。但是，上述制备方法需要额外的转移过程才能实现在目标基底上的晶体制备，在转移过程中很容易造成晶体的污染与破损，影响晶体的器件性能。

发明内容

本发明的至少一个目的是要提供一种直接在目标基底上直接快速获取具有高度均匀特性和长程面内有序的少层二维分子晶体的图案化制备方法，该制备方法在制备过程中，无需二维分子晶体的转移过程，保证二维分子晶体表现出较好的单晶特性和具有原子级别的光滑度。

特别地，本发明提供了一种基于双刮刀技术的二维分子晶体的图案化制备方法，包括以下步骤：

提供一氧化硅片作为基底，在所述基底上设置疏水绝缘层，以在所述疏水绝缘层上获得具有亲疏水性分布的图案化基底；

提供两枚氧化硅片作为双刮刀，并进行所述双刮刀的重组；其中一枚刮刀进行疏水性修饰以形成疏水性刮刀，另一枚刮刀进行亲水性修饰以形成亲水性刮刀；

分别配置小分子溶液和PS溶液，并将配置的所述小分子溶液和所述PS溶液混合搅拌均匀，以形成混合溶液；

利用双刮刀技术，将去离子水和所述混合溶液分别注入所述亲水性刮刀和疏水性刮刀，并进行刮涂以在所述图案化基底上，制备出所述二维分子晶体。

进一步地，所述疏水绝缘层为全氟(1-丁烯基乙烯基醚)聚合物。

进一步地，所述疏水性修饰采用OTDS疏水剂，所述亲水性修饰采用氧等离子体照射。

进一步地，所述小分子溶液和所述PS溶液均以甲苯为溶剂。

进一步地，所述小分子溶液中的小分子为diF-TES-ADT、C₈-BTBT和C₁₀-BTBT中的一种。

进一步地，所述小分子溶液和所述PS溶液的浓度分别为8mg/mL-12mg/mL。

进一步地，所述小分子溶液和所述PS溶液以1:1至1:4的质量比混合。

进一步地，提供一氧化硅片作为基底，在所述基底上设置疏水绝缘层，以在所述疏水绝缘层上获得具有亲疏水性分布的图案化基底的步骤包括：

在所述基底上旋涂所述疏水绝缘层；