[发明专利]一种有机半导体分子纳米层状结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机半导体分子纳米层状结构及其制备方法。本发明所述的有机半导体分子纳米层状结构制备方法，采用分子沉积自组装的方法在固‑液界面制备得到并利用STM技术记录分子排布状态。所述的有机半导体分子纳米层状结构制备简单易得，具有单层或多层结构。本发明所述的有机半导体分子自组装单层结构表面分子排布高度有序，多层结构结构规整为多个单层结构叠加。本发明还提出有机半导体分子纳米层状结构材料在发光二极管，太阳能电池以及晶体管领域具有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及新材料领域，具体涉及一种有机半导体分子纳米层状结构及其制备方法。

背景技术

分子的自组装特性为在固-液界面上获得可控的，功能性的，长程有序的层状结构提供了一种简单的途径。在固-液表面上设计和实现功能化的长程有序的层状结构，需要了解如何平衡分子-分子和分子-底物之间的非共价力，引导分子组装成一个明确的有序层状结构。制造大面积、结构规整的层状结构的自组装方法在前沿的晶体工程中是一个具有挑战性的问题，同时如何实现从二维到三维的可调控层状结构生长也是目前层状结构生长研究中的一个巨大的挑战。由于自组装技术具有较高的重现性，因此很容易将自组装材料应用于大型器件的开发中。界面上的有机半导体晶体工程由于其在纳米电子学和器件方面的潜在应用而备受关注。

扫描隧道显微镜(STM)是专门为在各种条件下，如超高真空(UHV)、环境条件和在固体和液体之间的界面的工作而配备的。涉及导电表面分子的高分辨率成像时STM技术是一种非常好的选择。在过去的几十年里，STM研究的体系非常广泛如液晶，自组装单分子层，导电分子晶体；以及在各种不同的实验环境中，从超高真空条件，到环境条件，到各种液体(有机溶剂，水电解质，离子液体等)。STM的发明打开了在原子级分辨率探索自组装层状结构的一扇门，成为研究超分子化学的重要工具，是研究分子在液-固界面自组装层状结构的重要手段

发明内容

本发明提出了一种有机半导体分子纳米层状结构及其制备方法，我们在高定向热解石墨(HOPG)界面，利用自组装的方法，首次制备出了结构规整的有机半导体分子纳米层状结构材料。有机半导体分子纳米层状结构材料，在发光二极管，太阳能电池以及晶体管领域具有很大的应用前景。

本发明提供一种式(I)所示有机半导体分子：

其中，R选自不同种类柔性链包括不同长度烷基链C_nH_2n+1；X选自炔基，亚甲基，杂环；所选自组装有机半导体分子不局限于包含苝酰亚胺基团，还包含不同种类的芳香共轭体系，且芳环上链接基团取代位点包含芳环上取代位点及其他取代位点。

所述的有机半导体分子纳米层状结构制备简单易得，结构规整，具有单层或多层结构，多层结构层间高度大约为0.6nm左右，具有较好的稳定性。

本发明采用如下技术方案：

一种有机半导体分子纳米层状结构，其特征在于，结构规整，具有单层或多层结构。

进一步地，所述有机半导体分子纳米层状结构，在扫描隧道显微镜下具有平行条纹特征图案。

进一步地，所述有机半导体分子纳米层状结构，是层状有机半导体材料，能够用于发光二极管，太阳能电池以及晶体管中。

进一步地，所述有机半导体分子纳米层状结构，生长方式为层状生长，由一个或者几个单层构成。

进一步地，所述有机半导体分子纳米层状结构利用自组装的方式制备出来。

本发明提供一种制备如上任一所述的有机半导体分子纳米层状结构的方法，包括以下步骤：

步骤一：选取有机半导体分子分别溶解在溶剂中，浓度为0.01至10mM；

步骤二：加热使其充分溶解；