本發(fā)明主要涉及一種基于溶液加工的均勻離散型絨球狀紅熒烯晶體生長的方法，屬于有機(jī)光電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

基于有機(jī)半導(dǎo)體的薄膜晶體管因?yàn)樵趯?shí)現(xiàn)低成本、大面積、工業(yè)量產(chǎn)柔性電子器件方面有巨大的潛力，近年來引起了廣泛關(guān)注。紅熒烯是一種典型的p型有機(jī)小分子半導(dǎo)體材料，由于良好的半導(dǎo)體特性和熒光特性，紅熒烯廣泛應(yīng)用于有機(jī)薄膜晶體管，有機(jī)發(fā)光二極管和有機(jī)太陽能電池中，成為人們研究的熱點(diǎn)之一。大量研究表明，器件性能與薄膜晶態(tài)結(jié)構(gòu)息息相關(guān)，為了能夠制出大面積高質(zhì)量的有機(jī)晶體薄膜，人們嘗試了多種制備有機(jī)晶態(tài)薄膜的方法。目前所制得的高遷移率紅熒烯小分子薄膜多通過真空沉積、物理氣相傳輸方法來加工，但是這些方法都要求較高的真空操作環(huán)境，設(shè)備成本高，加工過程較為復(fù)雜，不利于其大面積應(yīng)用。

溶液法制備高性能的有機(jī)小分子薄膜，由于成膜設(shè)備簡單、溫度低、成本低、耗時(shí)短等優(yōu)點(diǎn)，有非常好的發(fā)展前景。但紅熒烯采用溶液加工技術(shù)成膜得到的晶體薄膜成膜性差、結(jié)晶過程難以控制，很難獲得大面積均勻的有機(jī)小分子晶體薄膜。并且，目前的溶液法普遍需要氮?dú)猸h(huán)境下高溫加熱或者蒸汽退火過程，制膜過程較為復(fù)雜，而且器件性能相對(duì)較低。

本發(fā)明利用溶液法制得了一種新的紅熒烯晶體，即離散型絨球狀紅熒烯晶體，成膜溫度低、操作簡便、成本低、耗時(shí)短，豐富了紅熒烯的晶體類型，為紅熒烯的晶體研究奠定了基礎(chǔ)，對(duì)有機(jī)光電子器件性能的提高有重要的研究意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是一種基于溶液加工的均勻離散型絨球狀紅熒烯晶體生長的方法，目的是為了克服溶液法高溫加熱或者蒸汽退火成膜等問題，提高紅熒烯的成膜性，改善器件性能。

本發(fā)明是一種基于溶液加工的均勻離散型絨球狀紅熒烯晶體生長的方法，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：如圖1所示，將氯仿為溶劑的聚苯乙烯溶液（1）滴涂（I）在n型高摻雜的Si/SiO₂襯底（3）上，形成聚苯乙烯液滴（4），將樣品空氣環(huán)境下低溫退火（II）固化成膜處理，隨著氯仿溶劑的揮發(fā)，聚苯乙烯分子（5）發(fā)生微觀排列固化形成一層高度有序的誘導(dǎo)層薄膜。再在退火固化形成的誘導(dǎo)層上（6）滴涂（III）四氫呋喃/DMF為溶劑的紅熒烯溶液（2），形成紅熒烯液滴（7），將初步形成的紅熒烯薄膜進(jìn)行低溫退火（IV）處理，低沸點(diǎn)的四氫呋喃溶劑（8）首先揮發(fā)，隨著四氫呋喃溶劑（8）的揮發(fā)，在應(yīng)力的作用下，紅熒烯分子聚集生長成晶核（10）及小的枝狀晶體（11）。隨后，高沸點(diǎn)的DMF溶劑（9）揮發(fā)，初步形成絨球狀晶體（12），同時(shí)在聚合物誘導(dǎo)層的誘導(dǎo)下，形成均勻的離散型絨球狀紅熒烯晶體（13），最終形成高度有序的紅熒烯晶體薄膜（14）。得到的均勻離散型絨球狀紅熒烯晶體的偏光顯微鏡形貌圖如圖2所示。

本發(fā)明采用溶液方法，利用退火固化形成的聚合物單層誘導(dǎo)制備了均勻的離散型絨球狀紅熒烯晶體，操作簡單、成膜溫度低、成本低，對(duì)紅熒烯晶體形貌的研究不僅提供了重要的理論意義，而且還提供了有效的實(shí)驗(yàn)手段。

附圖說明

圖1是離散型絨球狀紅熒烯晶體生長過程示意圖。

1-氯仿為溶劑的聚苯乙烯（PS）溶液、2-四氫呋喃/DMF為溶劑的紅熒烯溶液、3-Si/SiO₂襯底、4-聚苯乙烯液滴、5-聚苯乙烯分子、6-退火固化形成的誘導(dǎo)層薄膜、7-紅熒烯液滴、8-四氫呋喃溶劑、9-DMF溶劑、10-晶核、11-枝狀紅熒烯晶體、12-初步形成的絨球狀晶體、13-離散型絨球狀晶體、14-紅熒烯晶體薄膜、I-滴涂、II-退火、III-滴涂、IV-退火

圖2是均勻的離散型絨球狀紅熒烯晶體的偏光顯微鏡形貌圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述，但并不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。

首先分別配置四氫呋喃為溶劑的4.8 mg/ml的紅熒烯溶液（2）和氯仿為溶劑的5mg/ml的聚苯乙烯（PS）溶液（1），將配置好的溶液超聲處理15 min，促使溶質(zhì)完全溶解。向超聲后的紅熒烯溶液中滴加0.3 ml的高沸點(diǎn)溶劑N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。再配置食人魚溶液，食人魚溶液成分為體積比70：30的濃硫酸：30 %的雙氧水，將Si/SiO₂襯底（3）放置在水浴加熱90 ℃的食人魚溶液下浸泡25 min進(jìn)行襯底親水處理，取出襯底后，再分別用丙酮、乙醇、去離子水清洗一遍，用氮?dú)獯蹈珊蠓旁诤嫦渲泻娓伞?/p>

如圖1所示，先在處理好的Si/SiO₂襯底（3）上滴涂（I）適量的PS溶液（1），將初步制得的樣品放在80 ℃烘箱中空氣退火（II）5 min,固化成膜，聚苯乙烯分子（5）發(fā)生微觀排列形成一層退火固化的PS薄膜（6）。再在制得的退火固化的PS薄膜（6）上滴涂（III）適量的紅熒烯溶液（2），將初步形成的紅熒烯薄膜放在80 ℃烘箱中空氣退火（IV）20 min,固化成膜，在四氫呋喃（8）/DMF（9）雙溶劑和聚苯乙烯誘導(dǎo)層的作用下，紅熒烯晶體先生長形成晶核（10）和小的枝狀晶體（11），晶體繼續(xù)聚集有序生長，最后形成均勻的離散型絨球狀紅熒烯晶體（13），進(jìn)而形成均勻的高有序的紅熒烯晶體薄膜（14）。