二维晶态薄膜及其制备方法及有机场效应晶体管阵列

本发明涉及有机场效应晶体管，特别是涉及二维晶态薄膜及其制备方法及有机场效应晶体管阵列。

背景技术：

1、现有的图案化晶体制备方法主要集中于材料的一维阵列化研究方面，材料二维图案化的组装方法相对较少，这其中自上而下的薄膜刻蚀技术与耗时较长的喷墨印刷技术研究较多，快速且连续印刷生长二维图案化晶体阵列的研究相对较少。此外，在现有的制备二维生长晶体阵列方法中，溶液拖尾会产生毛细管桥回缩现象，导致出现润湿区域晶体填不满的情况，存在晶体的形貌保真度不高的问题。

技术实现思路

1、本发明第一方面的一个目的是要提供一种二维晶态薄膜的制备方法，解决现有技术中晶体形貌保真度不高的技术问题。

2、本发明第一方面的另一个目的是要提高晶体的结晶质量。

3、本发明第二方面的目的是要提供一种二维晶态薄膜。

4、本发明第三方面的目的是要提供一种有机场效应晶体管阵列。

5、根据本发明第一方面的目的，本发明提供了一种二维晶态薄膜的制备方法，包括以下步骤：

6、提供一二氧化硅片作为基底；

7、将掩膜板覆盖在所述基底上，并进行显影处理后获得表面形成有图案的图案化基底，所述图案所在的区域为润湿区域，所述图案由多个呈阵列式布置的多个图形结构组成，每个所述图形结构的尾端呈尖角状；

8、利用1h,1h,2h,2h-全氟辛基三氯硅烷在预设条件下对所述图案化基底进行疏水化处理，从而在所述图案化基底上形成疏水区域；

9、去除所述掩膜板，以获得由所述润湿区域和所述疏水区域组成的图案化润湿基底；

10、将预设体积的混合溶液按照预设刮涂方向刮涂在所述图案化润湿基底上，从而制备出二维晶态薄膜，所述混合溶液包括c8-btbt和具有高溶解度且沸点适中的有机材料的良溶剂，所述刮涂方向为由所述图形结构的前端向尾端的方向。

11、可选地，所述图形结构的前端呈尖角状。

12、可选地，所述图形结构的前端和尾端的尖角角度范围为36°-40°之间的任一数值。

13、可选地，所述图形结构呈梭状。

14、可选地，将预设体积的混合溶液按照预设刮涂方向刮涂在所述图案化润湿基底上，从而制备出二维晶态薄膜的步骤中，所述混合溶液还包括预设质量的曲拉通。

15、可选地，去除所述掩膜板，以获得由所述润湿区域和所述疏水区域组成的图案化润湿基底的步骤，之后还包括以下步骤：

16、将所述c8-btbt和所述曲拉通溶解于甲苯溶液中，以形成预设浓度的所述混合溶液；

17、其中，所述c8-btbt的质量范围为14mg-17mg中的任一数值，所述曲拉通的质量范围为1mg-3mg中的任一数值，所述混合溶液的预设浓度为范围在15mg ml-1-20mg ml-1中的任一数值。

18、可选地，利用1h,1h,2h,2h-全氟辛基三氯硅烷在预设条件下对所述图案化基底进行疏水化处理，从而在所述图案化基底上形成疏水区域的步骤中，所述预设条件为在真空度为40pa-60 pa，温度为90℃-98℃的环境下处理4min-6min。

19、根据本发明第二方面的目的，本发明还提供了一种二维晶态薄膜，所述二维晶态薄膜通过上述的制备方法制备获得。

20、可选地，所述二维晶态薄膜由多层单分子层构成，所述单分子层的厚度范围为2.8nm-3.2nm。

21、根据本发明第三方面的目的，本发明还提供了一种有机场效应晶体管阵列，所述有机场效应晶体管阵列通过上述的二维晶态薄膜制备获得。

22、本发明先将掩膜板覆盖在基底上，并进行显影处理后获得表面形成有图案的图案化基底，图案由多个呈阵列式布置的多个图形结构组成，每个图形结构的尾端呈尖角状，然后对图案化基底进行疏水化处理，之后去除掩膜板，以获得由润湿区域和疏水区域组成的图案化润湿基底，最后将混合溶液按照预设刮涂方向刮涂在图案化润湿基底上，从而制备出二维晶态薄膜。上述技术方案中将图形结构尾端的尖角状，可以在由图形结构前端往尾端刮涂混合溶液时显著降低混合溶液拖尾现象中的液桥宽度，减少液体回流量，进而降低溶液返流对晶体稳定生长的影响，从而提高了晶体的形貌保真度。

23、进一步地，本发明中将预设体积的混合溶液按照预设刮涂方向刮涂在图案化润湿基底上，从而制备出二维晶态薄膜的步骤中，混合溶液还包括预设质量的曲拉通。上述技术方案通过增加非离子表面活性剂曲拉通材料，可有效降低溶液与基底的接触角，改变分子的排布方式，能够提高晶体的结晶质量。

24、根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

技术特征：

1.一种二维晶态薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，将预设体积的混合溶液按照预设刮涂方向刮涂在所述图案化润湿基底上，从而制备出二维晶态薄膜的步骤中，所述混合溶液还包括预设质量的曲拉通。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，去除所述掩膜板，以获得由所述润湿区域和所述疏水区域组成的图案化润湿基底的步骤，之后还包括以下步骤：

7.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，利用1h,1h,2h,2h-全氟辛基三氯硅烷在预设条件下对所述图案化基底进行疏水化处理，以在所述图案化基底上形成疏水区域的步骤中，所述预设条件为在真空度为40pa-60 pa，温度为90℃-98℃的环境下处理4min-6min。

8.一种二维晶态薄膜，其特征在于，所述二维晶态薄膜通过权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备获得。

9.根据权利要求8所述的二维晶态薄膜，其特征在于，所述二维晶态薄膜由多层单分子层构成，所述单分子层的厚度范围为2.8nm-3.2nm。

10.一种有机场效应晶体管阵列，其特征在于，所述有机场效应晶体管阵列通过权利要求8-9中任一项所述的二维晶态薄膜制备获得。

技术总结
本发明提供了二维晶态薄膜及其制备方法及有机场效应晶体管阵列，涉及有机场效应晶体管技术领域。本发明先将掩膜板覆盖在基底上，并进行显影处理后获得表面形成有图案的图案化基底，图案由多个呈阵列式布置的多个图形结构组成，每个图形结构的尾端呈尖角状，然后对图案化基底进行疏水化处理，之后去除掩膜板，以获得图案化润湿基底，最后将混合溶液按照预设刮涂方向刮涂在图案化润湿基底上，从而制备出二维晶态薄膜。上述技术方案中将图形结构尾端的尖角状，可以在由图形结构前端往尾端刮涂混合溶液时显著降低混合溶液拖尾现象中的液桥宽度，减少液体回流量，进而降低溶液返流对晶体稳定生长的影响，从而提高了晶体的形貌保真度。

技术研发人员：邓巍,张秀娟,揭建胜,肖艳玲
受保护的技术使用者：苏州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14