[发明专利]半导体材料、场效应晶体管器件、双极性半导体及应用

权利要求书

1.一种双极性半导体材料，其特征在于，所述双极性半导体材料为具有近距离的强π-π作用的交叉偶极式分子堆积方式形成的微纳米单晶材料；

所述单晶由经化学修饰后的具有给、受体结构的D-A-D型分子有序排列而成；

所述D-A-D型分子为N,N'-二环己基-1,7-二(偶氮酚氧基)-3,4,9,10-苝二酰亚胺AzoO₂-PDI，化学结构通式为：C₆₀H₄₆N₆O₆；

所述双极性半导体材料的制备方法包括：

D-A-D型飞鱼状分子AzoO₂-PDI的合成；通过侧基的电子效应，降低能隙并调整HUMO-LUMO能级分布令其与金属电极的费米能级匹配，促进电荷的有效注入；

由D-A-D型飞鱼状分子AzoO₂-PDI制备相应的单晶材料。

2.如权利要求1所述双极性半导体材料的制备方法，其特征在于，所述D-A-D型飞鱼状分子AzoO₂-PDI的合成包括：

苝二酰亚胺核PDI作为电子受体，湾位置的两偶氮酚氧基AzoO作为电子给体，形成D-A-D型飞鱼状分子结构；通过化学修饰，利用两偶氮酚氧基的弱给电子效应，令整个分子的HOMO-LUMO能级差降低，并调整其HOMO和LUMO能级较金电极的费米能级对称地分布，同步促进电子和空穴的注入，形成窄带隙有机双极性半导体分子；

所述化学修饰包括：由3,4,9,10-苝四羧酸酐与环己胺缩合得到N,N'-二环己基-3,4,9,10-苝二酰亚胺，再通过1，7-位的溴代得N,N'-二环己基-1,7-二溴-3,4,9,10-苝二酰亚胺，最后以4-羟基偶氮苯与其缩合得到的产物。

3.如权利要求1所述双极性半导体材料的制备方法，其特征在于，所述晶体材料的制备包括：

通过气相扩散法利用化合物AzoO₂-PDI在良性溶剂氯仿、非良性溶剂甲醇界面间的相转移诱导缓慢结晶，得到一维纳米带状的单晶，晶体中分子形成独特的交叉偶极堆积。

4.一种利用权利要求1所述双极性半导体材料制备的具有D-A-D结构的双极性半导体分子晶体的有机场效应器件。

5.如权利要求4所述的有机场效应器件，包括基板衬套(1)，其特征在于，所述基板衬套(1)的上层固定设有阳极(2)，所述阳极(2)的上部固定设有发射层(3)，所述发射层(3)的上部固定设有阴极(4)，所述发射层(3)采用C₆₀H₄₆N₆O₆所成的单晶微米带。

6.一种如权利要求1所述具有D-A-D结构的双极性半导体材料在肿瘤成像器件上的应用。