一种有机异质结纳米线阵列及其制备方法和光电器件

1.本发明涉及纳米材料技术领域，尤其是涉及一种有机异质结纳米线阵列及其制备方法和光电器件。


背景技术：

2.有机异质纳米线为研究电荷产生、注入、传输和光电转换等物理过程，研发发明微纳器件以及此类器件间的互联互通提供了一类特殊的材料平台，在现代电子和光子领域具有重要研究意义。更重要的是，含有两种或两种以上功能材料的结构和独特的异质结界面可能会增强原有性能甚至产生新的特殊性能。与无机材料相比，包括有机小分子、聚合物在内的有机半导体具有质量轻、成本低、可调的分子设计等特性，基于这些特性近些年来人们在一维有机p-n异质结的合成和制备方面做出了巨大的努力，以促进其在下一代有机微纳电子和光子学中的应用。此外，有机异质纳米线结构同样具有较大的比表面积，其异质界面有助于增强载流子的分离和收集效率，以研发高性能紧凑型光电器件。
3.为批量构筑有机异质纳米线光电器件，首要任务是获得有机异质纳米线阵列。目前制备有机异质纳米线阵列的主流方法是先通过溶液法合成所需的异质纳米线，然后再经二次衬底转移和排列等过程获得纳米线水平阵列。以上溶液法生长的纳米线杂乱无序，进而不能准确定位纳米线异质结位置，更无法实现纳米线器件的原位大规模构筑和集成，且制备过程中所用到的溶剂和产生的副产物易对纳米线造成不可控污染，进而会影响纳米线器件的性能。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种有机异质结纳米线阵列及其制备方法和光电器件，该制备方法可实现有机异质结纳米线的定向生长和对齐，可实现纳米线器件阵列的原位大规模构筑和集成。
5.本发明的第一方面，提出了一种有机异质结纳米线阵列的制备方法，包括以下步骤：
6.s1、在衬底的表面制备纳米级沟道阵列；
7.s2、对所述表面进行疏水处理；
8.s3、借助具有第一通孔阵列的第一掩模版，通过物理气相沉积在所述表面制备金属酞菁纳米线阵列；
9.s4、借助具有第二通孔阵列的第二掩模版，通过物理气相沉积在所述表面制备三(8-羟基喹啉)铝纳米线阵列，其中，所述第二通孔阵列用于控制所述三(8-羟基喹啉)铝纳米线阵列的生长区域，使得所述三(8-羟基喹啉)铝纳米线阵列与所述金属酞菁纳米线阵列搭接，制得有机异质结纳米线阵列。
10.根据本发明实施例的有机异质结纳米线阵列的制备方法，至少具有以下有益效果：该制备方法通过先在衬底的表面制备纳米级沟道阵列，对其进行疏水处理，而后借助具
有第一通孔阵列的第一掩模版，通过物理气相沉积在经疏水处理且具有纳米级沟道阵列的衬底表面制备金属酞菁纳米线阵列，其中，物理气相沉积过程中经疏水处理的衬底表面上纳米级沟道阵列可引导金属钛菁纳米线的定向、有序生长，而通过第一掩模版上的第一通孔阵列可实现图案化金属酞菁纳米线阵列的制备；然后借助具有第二通孔阵列的第二掩模版，通过物理气相沉积在经疏水处理且具有纳米级沟道阵列的衬底表面制备与金属酞菁纳米线阵列相接的三 (8-羟基喹啉)铝纳米线阵列，以形成有机异质结纳米线阵列，其中，通过第二掩模版及其上的第二通孔阵列可控制三(8-羟基喹啉)铝纳米线阵列的生长区域，实现有机异质结纳米线的定位对齐，物理气相沉积过程衬底表面的纳米级沟道阵列可引导三(8-羟基喹啉)铝纳米线在其上的定向、有序生长。由上，该制备方法可实现有机异质结纳米线的定向生长和对齐，进而可实现纳米线器件阵列的原位大规模构筑和集成；其中通过物理气相沉积方法二次生长制得产品有机异质结纳米线阵列，不涉及转移溶液，生长操作可控且无污染。
11.在本发明的一些实施方式中，所述纳米级沟道阵列为宽度50～150nm、深度10～30nm的 v型纳米沟道阵列。经研究，在该沟道尺寸下可实现纳米线的定向生长，若沟道宽度太窄或深度太浅将不足以引导纳米线定向生长，沟道太宽则将形成微米线或失去引导效果。
12.在本发明的一些实施方式中，步骤s1中，衬底可采用m面蓝宝石衬底，另外，可通过对 m面蓝宝石进行退火处理，以在其表面形成纳米级沟道阵列；退火处理的温度可控制在 1550～1650℃，退火时间可控制在9～10h。具体地，采用m面蓝宝石(即α-al2o3，晶面取向高温退火后其表面将沿方向形成宽度约为50～150nm，深度约为10～30nm 的“v”型纳米沟道平行阵列。通过采用m面蓝宝石作为衬底，直接通过退火处理即可产生纳米级沟道，加上疏水处理，可使后续纳米线生长良好，可控性高，且工艺简单。
13.另外，在对m面蓝宝石进行退火处理之前，可先对m面蓝宝石进行清洗以去除表面油污；退火处理之后，对退火处理所得蓝宝石衬底再次进行清洗，而后干燥。清洗具体可采用丙酮、乙醇、去离子水等清洗液超声清洗，超声清洗时间可控制在5～15min，优选8～10min；干燥具体可采用干燥氮气吹干。
14.在本发明的一些实施方式中，所述第一掩模版、所述第二掩模版分别通过固定装置固定设于所述衬底的表面。固定装置可设计为具有固定凹槽，固定凹槽具体可包括自固定凹槽的底部向顶部延伸方向上依次设置的衬底固定槽和掩模版固定槽；衬底和掩模版的尺寸可设置为分别与衬底固定槽和掩模版固定槽的尺寸适配，以可分别通过衬底固定槽和掩模版固定槽卡接固定衬底和掩模版。步骤s3中，可采用粘结剂将衬底粘结固定于固定装置的衬底固定槽中，再将第一掩模版设于衬底上的掩模版固定槽中，以使第一掩模版通过固定装置设于衬底的表面；类似地，步骤s4中，可先将第一掩模版从掩模版固定槽中取下，而后换上第二掩模版，以使第二掩模版通过固定装置设于衬底的表面。粘结剂可采用聚乙烯醇(pav),具体可采用聚乙烯醇水溶液，操作时，将其覆设于衬底固定槽的底部，再将衬底置于掩模版固定槽中，而后将固定装置置于加热台中，加热直至衬底稳固粘结在衬底固定槽中。
15.在本发明的一些实施方式中，步骤s4中，所述第二掩模版通过所述固定装置固定设于所述衬底的表面包括：取下所述第一掩模版，而后换上所述第二掩模版，第二掩模版上
的各通孔与金属酞菁纳米线阵列部分重合，以使通过物理气相沉积制得的三(8-羟基喹啉)铝纳米线阵列与金属酞菁纳米线阵列相接，形成有机异质结纳米线阵列。第一掩模版被配置于辅助制备金属酞菁纳米线阵列，因而其上的第一通孔阵列与目标金属酞菁纳米阵列对应；第二掩模版被配置于辅助三(8-羟基喹啉)铝纳米线阵列，因而其上的第二通孔阵列与目标三(8
‑ꢀ
羟基喹啉)铝纳米线阵列对应，因此，第一掩模版和第二掩模版的结构可根据目标纳米线阵列对应设置。第二掩模版上第二通孔阵列可设计为与第一掩模版上的第一通孔阵列相同；也可以不同，但位置对应。具体根据异质结结对齐长度设计第一掩膜版与第二掩膜版孔阵。例如，第二掩模版的结构可与第一掩模版相同，步骤s4中，取下第一掩模版后，换上第二掩模版时，第二掩模版上第二通孔阵列的位置可相对于第一掩模版的第一通孔阵列偏移一定距离，以使第一掩模版与金属酞菁纳米线阵列部分重合。具体地，例如，第一掩模版和第二掩模版上通孔阵列中的通孔尺寸均为200
×
200μm，通孔间距为400μm；步骤s4中，取下第一掩模版后，换上第二掩模版时，第二掩模版上第二通孔阵列的位置相对于原第一掩模版上第一通孔阵列的位置右移100μm，使第一掩模版与金属酞菁纳米线阵列重合部分为100μm，相当于异质结重合部分为100μm。
16.在本发明的一些实施方式中，步骤s3和步骤s4中，所述物理气相沉积采用真空蒸发法进行。
17.在本发明的一些实施例方式中，步骤s3中，所述物理气相沉积的源区温度为440℃～480℃，优选440℃～460℃；生长区温度为240℃～280℃，优选240℃～250℃。
18.在本发明的一些实施方式中，步骤s4中，所述物理气相沉积的源区温度为320℃～380℃，优选340℃～380℃；生长区温度为170℃～210℃，优选180℃～200℃。
19.另外，步骤s3和步骤s4中，物理气相沉积在惰性气氛下进行，惰性气氛可为氮气、氦气和其他惰性气氛。
20.具体地，步骤s3中，可将第一掩模版覆设于衬底的表面置于管式炉的生长区，并将金属酞菁置于管式炉的源区，而后可以50～300sccm(优选100～200sccm)的流速向管式炉内充惰性气体，将管内气压控制在10～40mbar(优选5～25mbar)，进而在以上温度控制条件下生长100～150min(优选110～130min)，随后在惰性气氛下随管式炉冷却至室温后，将衬底连同第一掩模版一同取出，取下第一掩模版，在衬底上制得精确定位定向生长的一维金属酞菁纳米线阵列。步骤s4中，将第二掩模版覆设于衬底上，且根据目标有机异质结的结构，第二掩模版上的第二通孔阵列对应衬底上的金属酞菁纳米线阵列设置；而后将衬底连同第二掩模版一同置于管式炉的生长区，三(8-羟基喹啉)铝替换金属酞菁送入管式炉源区，而后可以50～300sccm(优选100～200sccm)的流速向管式炉内充惰性气体，将管内气压控制在 10～40mbar(优选5～25mbar)，进而在以上温度控制条件下生长10～60min(优选20～50 min)，随后在惰性气氛下随管式炉冷却至室温后，将衬底连同第二掩模版一同取出，取下第二掩模版，在衬底上制得精确定位定向生长的有机异质结纳米线阵列。
21.步骤s3中，也可先将源区的温度升至预定温度后，再将金属酞菁送至源区；同样地，步骤s4中，可先将源区的温度升至预定温度后，再将三(8-羟基喹啉)铝送至源区。
22.金属酞菁具体采用金属酞菁粉末。在本发明的一些实施方式中，步骤s3中，所述金属酞菁选自酞菁铜、酞菁锌、酞菁钴、酞菁亚铁、酞菁镍中的至少一种。优选采用酞菁铜。
23.经研究，cupc与alq3基于以下依据可形成纳米线异质结：
24.(1)cupc与alq3具有相似的分子结构
25.其中，酞菁铜(cupc)分子式为c
32h16
cun8，其是一种p型有机半导体材料，具体是由四个异吲哚单元组成的18电子大共轭体系化合物，其大共轭环结构的中心有一直径约2.70
×ꢀ
10-10
m的空腔，铜元素可在空腔位置通过两个共价键和两个配位键与酞菁螯合构成高度稳定的酞菁铜；三(8-羟基喹啉)铝(alq3)，分子式c
27h18
aln3o3，其是一种n型有机半导体材料，具体是由金属铝离子(al
3+
)与三个8-羟基喹啉(hq)分子形成的类八面体配合物，其中8-羟基喹啉是含有稠环结构的共轭多芳杂环化合物，具有很强的配位能力。
26.(2)cupc与alq3具有相似的晶格常数
27.cupc，α＝90.00
°
，β＝120.93
°
，γ＝90.00
°
；
28.alq3，α-alq3：α＝69.890
°
，β＝89.464
°
，γ＝82.520
°
。
29.(3)cupc纳米线沿[010]方向π-π堆积，alq3纳米线沿[010]方向π-π堆积。
[0030]
(4)cupc-alq3异质结能带结构匹配，其属于i型异质结，i型异质结的能带结构是嵌套式对准的,窄带材料的导带底和价带顶都位于宽带材料的禁带中。
[0031]
在本发明的一些实施方式中，步骤s2中，所述疏水处理采用十八烷基三氯硅烷(ots) 溶液作为疏水剂。十八烷基三氯硅烷(ots)溶液具体可采用ots与有机溶剂混合制得，有机溶剂可采用正己烷或其他有机溶剂，ots与有机溶剂的质量比可控制在1:800～1200。疏水处理可在密闭容器中进行以免空气中的水分与ots溶液反应。
[0032]
在本发明的一些实施方式中，步骤s2中，进行疏水处理之后，对所述蓝宝石衬底进行清洗、干燥。具体可采用乙醇或蒸馏水溶液进行冲洗，然后用氮气枪吹干。
[0033]
本发明的第二方面，提出了一种有机异质结纳米线阵列，由以上任一种有机异质结纳米线阵列的制备方法制得。
[0034]
本发明的第三方面，提出了一种光电器件，包括以上任一种有机异质结纳米线阵列。该光电器件可为场效应晶体管、太阳能电池、光电探测器、传感器等。
附图说明
[0035]
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
[0036]
图1为实施例1中有机异质纳米线阵列的制备流程图；
[0037]
图2为实施例1中有机异质纳米线阵列制备过程的定位设计图；
[0038]
图3为实施例1中所制得具有纳米级沟道阵列的蓝宝石衬底的扫描电子显微镜微观结构图；
[0039]
图4为实施例1中所制得具有纳米级沟道阵列的蓝宝石衬底上沟道阵列的结构测试图；
[0040]
图5为实施例1中在蓝宝石衬底表面上所制得金属酞菁铜纳米线阵列中一个金属酞菁纳米线单元的x射线衍射图；
[0041]
图6为实施例1在蓝宝石衬底上所制得金属酞菁铜纳米线阵列中一个金属酞菁铜纳米线单元及其基础上进一步制得的有机异质结纳米线单元的光学显微镜图片；
[0042]
图7为实施例1所制得有机异质结纳米线阵列在365nm激光照射下的不同倍率光学
显微镜图片；
[0043]
图8为实施例1所制得有机异质结纳米线阵列中一个有机异质结纳米线单元的扫描电子显微镜微观结构图；
[0044]
图9为实施例1中在m面蓝宝石上制得的其中一根cupc-alq3异质结纳米线的扫描电子显微镜微观结构图；
[0045]
图10为对比例1所制得有机异质结纳米线及其在365nm激光照射下的光学显微镜图片；
[0046]
图11为对比例2所制得有机异质结纳米线及其在365nm激光照射下的光学显微镜图片。
具体实施方式
[0047]
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
[0048]
实施例1
[0049]
本实施例制备了一种有机异质结纳米线阵列，制备步骤参见图1，具体包括：
[0050]
s1、取图1中(a)所示的m面蓝宝石晶片，将其放入高温箱式炉中1600℃，恒温10h，然后随炉冷却至室温后取出，所得蓝宝石晶片表面具有沿方向的间距为50～150nm、深度约为10～30nm的v型纳米级水平沟道阵列，如图1中(b)所示；将所得蓝宝石晶片裁成1.0
×
1.0cm2大小，依次用乙醇、丙酮、乙醇、去离子水、乙醇溶液分别超声清洗10min，用氮气枪吹干，得到蓝宝石衬底。
[0051]
s2、如图1中(c)所示，将蓝宝石衬底置于由10μl ots和10ml正己烷组成的混合溶液中进行疏水处理2h，疏水处理过程中将烧杯口密封以免空气中的水分与ots溶液反应；疏水处理结束后将蓝宝石衬底取出，迅速用丙酮、乙醇、蒸馏水溶液进行冲洗，然后用氮气枪吹干。
[0052]
s3、如图2中所示，取具有固定凹槽的固定装置10、具有第一通孔阵列的第一掩模版20 和具有第二通孔阵列的第二掩模版30，其中，固定凹槽包括衬底固定槽11和掩模版固定槽 12，衬底固定槽11和掩模版固定槽12沿固定凹槽的底部向顶部延伸的方向依次设置；第一掩模版20为生长酞菁铜纳米线阵列配套的掩模版，第二掩模版30为生长三(8-羟基喹啉) 铝纳米线阵列配套的掩模版，第一掩模版20和第二掩模版30的尺寸与掩模版固定槽适配。
[0053]
将5g聚乙烯醇颗粒(pva)溶于9ml水中，配成质量分数为5％的pva水溶液；用移液枪吸取10μl pva溶液滴于固定装置的衬底固定槽11中，而后将蓝宝石衬底40置于衬底固定槽11中；而后将固定装置10连同蓝宝石衬底40一同置于100℃加热台上加热1min，直至蓝宝石衬底40牢牢粘在固定装置10的衬底固定槽11中；而后将第一掩模版20置于固定装置10的掩模版固定槽12中，第一掩膜版20与掩模版固定槽12准确固定，如图2中(b)所示。
[0054]
s4、称取10mg酞菁铜粉末置于推样杆中，将酞菁铜粉末和步骤s3所得固定有蓝宝石衬底40与第一掩模版20的固定装置10同时放入管式炉的石英管中，酞菁铜粉末与蓝宝石
衬底 40的距离为17cm，确保酞菁铜粉末位于源区，固定有蓝宝石衬底40与第一掩模版20的固定装置10位于生长区，标记好位置；将装有酞菁粉末的推样杆拉出源区，再次做好做标记，以便推样杆再次推入时到达源区相同的位置。
[0055]
s5、将石英管中的氮气流速调节成50sccm，将管内气压控制在10mbar，待管式炉源区温度加热到450℃，生长区温度加热到240℃，将推样杆推到源区内标记好的位置，酞菁铜粉末开始蒸发，生长时间为120min；随后在氮气氛围下随管式炉冷却到室温，取出固定有蓝宝石衬底40与第一掩模版20的固定装置10，即在蓝宝石衬底40上制备出了金属酞菁铜纳米线阵列，如图1中(d)和图2中(c)所示，该金属酞菁铜纳米线阵列包括阵列排布的多个金属酞菁铜纳米线单元。
[0056]
s6、如图2中(d)所示，采用第二掩模版30更换固定装置10上的第一掩模版20，称取 10mg三(8-羟基喹啉)铝粉末于推样杆中，将三(8-羟基喹啉)铝粉末和步骤s3所得固定有蓝宝石衬底40与第二掩模版30的固定装置10同时放入管式炉的石英管中，三(8-羟基喹啉)铝粉末与蓝宝石衬底40的距离为25cm，确保三(8-羟基喹啉)铝粉末粉末位于源区，固定有蓝宝石衬底40与第二掩模版30的固定装置10位于生长区，并标记好位置；将装有三(8-羟基喹啉)铝粉末的推样杆拉出源区，再次做好做标记，以便推样杆再次推入时到达源区相同的位置。
[0057]
s7、将石英管中的氮气流速调节成150sccm，将管内气压控制在16mbar，待管式炉源区温度加热到360℃，生长区温度加热到190℃，将推样杆推到源区内标记好的位置，三(8
‑ꢀ
羟基喹啉)铝粉末开始蒸发，生长时间为30min。
[0058]
s8、在氮气氛围下随炉冷却到室温，取出固定有蓝宝石衬底40与第二掩模版30的固定装置10，取下第二掩模版30，取下固定凹槽中的蓝宝石衬底40，在蓝宝石衬底上制得有机异质纳米线阵列，即cupc-alq3有机异质结纳米线阵列，如图1中(e)和图2中(e)所示，该cupc-alq3有机异质纳米线阵列包括阵列排布的多个cupc-alq3有机异质纳米线单元。
[0059]
对比例1
[0060]
本对比例制备了一种有机异质结纳米线，具体制备步骤包括：
[0061]
s1、将m面蓝宝石晶片放入高温箱式炉中1600℃，恒温10h，然后随炉冷却至室温后取出，所得蓝宝石晶片表面具有沿方向的间距为50～150nm的v型纳米级水平沟道阵列；将所得蓝宝石晶片裁成1.0
×
1.0cm2大小，依次用乙醇、丙酮、乙醇、去离子水、乙醇溶液分别超声清洗10min，用氮气枪吹干，得到蓝宝石衬底。
[0062]
s2、将蓝宝石衬底置于由10μl ots和10ml正己烷组成的混合溶液中进行疏水处理2h，疏水处理过程中将烧杯口密封以免空气中的水分与ots溶液反应；疏水处理结束后将蓝宝石衬底取出，迅速用乙醇、蒸馏水溶液进行冲洗，然后用氮气枪吹干。
[0063]
s3、称取10mg酞菁铜粉末置于推样杆中，将酞菁铜粉末和步骤s2所得蓝宝石衬底同时放入管式炉的石英管中，酞菁铜粉末与蓝宝石衬底的距离为17cm，确保酞菁铜粉末位于源区，蓝宝石衬底位于生长区，标记好位置；将装有酞菁粉末的推样杆拉出源区，再次做好做标记，以便推样杆再次推入时到达源区相同的位置。
[0064]
s5、将石英管中的氮气流速调节成50sccm，将管内气压控制在10mbar，待管式炉源区温度加热到450℃，生长区温度加热到240℃，将推样杆推到生长区内标记好的位置，酞菁铜粉末开始蒸发，生长时间为120min；随后在氮气氛围下随管式炉冷却到室温，取出蓝宝石
衬底，即在蓝宝石衬底上制备出了金属酞菁铜纳米线。
[0065]
s6、称取10mg三(8-羟基喹啉)铝粉末于推样杆中，将三(8-羟基喹啉)铝粉末和表面生长有金属酞菁铜纳米线的蓝宝石衬底同时放入管式炉的石英管中，三(8-羟基喹啉)铝粉末与蓝宝石衬底的距离为25cm，确保三(8-羟基喹啉)铝粉末粉末位于源区，蓝宝石衬底位于生长区，并标记好位置；将装有三(8-羟基喹啉)铝粉末的推样杆拉出源区，再次做好做标记，以便推样杆再次推入时到达源区相同的位置。
[0066]
s7、将石英管中的氮气流速调节成150sccm，将管内气压控制在16mbar，待管式炉源区温度加热到360℃，生长区温度加热到190℃，将推样杆推到源区内标记好的位置，三(8
‑ꢀ
羟基喹啉)铝粉末开始蒸发，生长时间为30min。
[0067]
s8、在氮气氛围下随炉冷却到室温，取出蓝宝石衬底，在蓝宝石衬底上制得cupc-alq3有机异质纳米线。
[0068]
对比例2
[0069]
本对比例制备了一种有机异质结纳米线，本对比例相比于对比例1的区别在于，取消对比例1中的步骤s2对衬底表面进行疏水处理，其他操作与对比例1相同。
[0070]
试验例
[0071]
分别采用扫描电子显微镜和原子力学显微镜对实施例1中经退火处理所制得具有纳米级沟道阵列的蓝宝石衬底进行观察测试，所得结果如图3和图4所示，图4中(a)为具有纳米级沟道阵列的蓝宝石衬底上沟道阵列原子力显微镜微观结构图，(b)为对应的沟道纵深分布图。由图3和图4可知，沟道阵列为宽度50～150nm、深度10～30nm的v型纳米沟道阵列。
[0072]
采用x射线衍射仪对实施例1在蓝宝石衬底上所制得金属酞菁纳米线阵列中一个金属酞菁铜纳米线单元进行检测，所得xrd图谱如图5所示，由图5可知，实施例1中在具有纳米级沟道阵列的蓝宝石衬底表面生长cupc纳米线结晶度高。
[0073]
采用光学显微镜对实施例1在蓝宝石衬底上所制得金属酞菁纳米线阵列中一个金属酞菁铜纳米线单元及在其基础上进一步制得的cupc-alq3有机异质结纳米线单元进行观察，所得结果分别如图6所示，其中，(a)为金属酞菁铜纳米线单元的光学显微镜图片，(b)为对应的cupc-alq3有机异质结纳米线单元的光学显微镜图片。由图6可知，纳米线阵列生长良好，异质结结对齐位置精确可控。
[0074]
采用光学显微镜在不同倍率下对在365nm激光照射下的实施例1所制得有机异质结纳米线阵列进行观察，所得结果如图7所示。由图7可知，异质结纳米线阵列排列整齐，异质结结对齐位置精确可控。
[0075]
采用扫描电子显微镜对实施例1所制得有机异质结纳米线阵列中一个有机异质结纳米线单元进行观察，所得结果如图8所示。并且，采用扫描电子显微镜对实施例1中在m面蓝宝石上制得的其中一根cupc-alq3异质结纳米线进行观察，所得结果如图9所示。由图8和图9 可知，cupc、alq3纳米线搭接良好，形成良好的异质结结构。
[0076]
由上可知，实施例1通过对m面蓝宝石进行退火处理，经退火处理后其表面可形成纳米级沟道阵列，进而以其作为衬底，对其进行疏水处理，而后借助具有第一通孔阵列的第一掩模版通过物理气相沉积在经疏水处理且具有纳米级沟道阵列的衬底表面制备金属酞菁纳米线阵列，其中，物理气相沉积过程中经疏水处理的衬底表面上纳米级沟道阵列可引
导金属酞菁纳米线的定向、有序生长，而通过第一掩模版上的第一通孔阵列可实现图案化金属酞菁纳米线阵列的制备；然后借助具有第二通孔阵列的第二掩模版通过物理气相沉积在经疏水处理且具有纳米级沟道阵列的衬底表面制备与金属酞菁纳米线阵列相接的三(8-羟基喹啉)铝纳米线阵列，以形成有机异质结纳米线阵列，其中，通过第二掩模版及其上的第二通孔阵列可控制三(8-羟基喹啉)铝纳米线阵列的生长区域，实现有机异质结纳米线的定位对齐，物理气相沉积过程衬底表面的纳米级沟道阵列可引导三(8-羟基喹啉)铝纳米线在其上的定向、有序生长。
[0077]
另外，采用光学显微镜先对对比例1所制得有机异质结纳米线，再在365nm激光照射下对其进行观察，所得结果如图10所示，其中(a)为对比例1所制得有机异质结纳米线的光学显微镜图，(b)为其在365nm激光照射下的光学显微镜图片。由图10可知，对比例1中直接在m面蓝宝石衬底上整片生长金属酞菁纳米线水平阵列和alq3纳米线水平阵列，没有生长图案化纳米线集成阵列，无法实现准确的异质结对齐，不利于异质结纳米线器件的制备，无法原位集成异质纳米器件。
[0078]
采用光学显微镜先对对比例2所制得有机异质结纳米线，再在365nm激光照射下对其进行观察，所得结果如图11所示，其中(a)为对比例2所制得有机异质结纳米线的光学显微镜图，(b)为其在365nm激光照射下的光学显微镜图片。由图11可知，仅经过退火并未进行ots处理的m面蓝宝石衬底生长的异质结纳米线不仅长度短、无序，而且并不能异质结结对齐和阵列可控化。
[0079]
由上，本技术有机异质结纳米线阵列的制备方法可实现有机异质结纳米线的定向生长和对齐，进而可实现纳米线器件阵列的原位大规模构筑和集成。通过本技术制备方法制得的有机异质结纳米线阵列可用于场效应晶体管、太阳能电池、光电探测器、传感器等光电器件的制备。进而，本技术还提供了一种光电器件，包括本技术任一种有机异质结纳米线阵列，该光电器件可为场效应晶体管、太阳能电池、光电探测器、传感器等光电器件。
[0080]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。