并三噻吩二羧酸单分子层及其制备方法

专利名称：并三噻吩二羧酸单分子层及其制备方法
技术领域：
本发明属于有机光电子器件领域，特别涉及并三噻吩二羧酸单分子层及其 制备方法。
(二) 背景4支术
随着微加工技术和纳米技术的发展，常规的器件逐步达到了其经典物理极 限，迫切需要人们去研究纳米/分子尺度上的物理化学性质，分子电子器件正 是应此需求而产生的，因而对测量微区性能的手段和技术也提出了前所未有的 新要求。纳米技术的发展为该方面的突破提供了可能。从八十年代后期开始，
扫描探针显微镜(SPM)的应用使人们对固体表面结构的研究又有了飞跃性的 提高，为进行材料表面界面纳米尺度上的研究提供了强有力的实验手段。而分 子电子器件的材料基础主要是具有光电活性的有机半导体，因此利用SPM技术 研究这些光电分子组装体的微区光电性能，对发展纳米/分子电子器件有指导 意义。其研究结果可以为发展新型、高效的有机分子电子器件提供实验J^出和 理论依据。
二噻吩并噻吩(简称并三噻吩)有六种异构体，其环上有三个硫原子，是 富有电子的种类，使得并三噻吩具有非常好的电子给体特性，因此含并三噻吩 的衍生物在有机光电子领域具有广阔的应用前景。例如光发射二极管，有机 电致发光材料，双光子吸收，高开关比的薄膜有机场效应晶体管等分子器件。 研究结果已经表明有机光电子装置的性能不仅与单个分子的化学结构有关而 且还依靠于基底上所有分子的自组装结构，所以分子在不同基底上的超分子自 组装结构已经成为人们关注的热点。以往，利用各种组装技术制备的有机分子 薄膜结构都具有操作复杂、结构不可控等特点，不利于该类材料的器件化。
发明内容
本发明的目的在于提供新的并三噻吩二羧酸单分子层及其制备方法，发掘 了新的并三噻吩二羧酸分子在基底上的自组装结构，且避免了操作的复杂，结 构的不可控。
本发明采用的技术方案如下
并三噻吩二羧酸单分子层，由下法制得配制并三p塞吩二羧酸溶于二曱基 亚砜的浓度为10—6mol . I/1的溶液，然后滴于新解理的云母基片上；于密闭环 境中干燥后即得所述并三噻吩二羧酸单分子层。
若所述并三噻吩二羧酸如式a所示，所述并三漆吩二羧酸单分子层厚度不 大于0. 5nm,为平躺式结构；
若所述并三噻吩二羧酸如式b所示，所述并三瘗吩二羧酸单分子层厚度不 大于2nm，为以一定角度取向排列在基底表面的单分子层结构；
所述的干燥于20-3(TC自然晾干。 干燥时于密闭环境中保持40-50h。
具体的，在配制并三噻吩二羧酸溶于二甲基亚砜的浓度为1(Tmol.l/的 溶液时，可先配备成10、01 .r的溶液，然后逐步把溶液稀释成l(T4mol .1/1、 l(T5mol L—1的样品装入棕色容量瓶中备用。然后，用微量注射器把浓度为 10、ol L—'的溶液滴到新解理的云母基片上。
本发明中微量注射器取的溶液量为2juL，相应的作为云母基片的大小为 lcm*lcm。具体操作时，可根据微量注射器所取溶液量的不同参照此量进行。
本发明是利用溶剂蒸发的方法为两种异构体并三噻吩二羧酸(二蓬吩
(b)[2, 3-& 3', 2' -oO并瘗吩二羧酸和二p塞吩[3, 2-6;2' ， 3' -d并噻吩二羧酸，即式 a和式b化合物)提供一种筒单可行的单分子层制备技术，为该类材料在有机 光电子器件方面的应用提供技术支持，如应用于有机发光二极管或有机场效应 晶体管。不同的异构体得到的分子层自组装结构也是不同的。
本发明相对于现有技术，有以下优点
本发明是首次制备二噻吩[2， 3-& 3'，2'-o1并噻吩二羧酸和二噻吩 [3， 2-&2', 3' -d并噻吩二羧酸单分子层；且该单分子层的制备方法操作简单、 方便，利于该两种化合物在有机光电子器件中的器件化。
(四)


图l中a为二噻吩[2， 3-& 3'，2'-^并噻吩二羧酸单分子层的"平躺式" 结构，b是对应于a的三维结构示意图2中A为二噻吩[3， 2-6.'2', 3'-^并噻吩二羧酸单分子层以一定角度取 向排列在基底表面的结构图，B是对应于A的三维结构示意图。
(五)
具体实施例方式
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于
此
以下实施例中所用二曱基亚砜为分析纯。测试所用的实验装置的仪器名称 和型号如下DFM形貌日本并f工Seiko Instruments Inc. SPA400型扫描 探针显微镜DFM模式测量。温度为室温，相对湿度为40-45%，扫描速率为 l.OHz，采用Si^探针，其悬臂弹性系数为O. 02 N/m。 实施例1
称取0, 00284g的二洛。分[2, 3-& 3' ， 2' -^1并p塞吩二羧酸溶入到10 ml 二甲 基亚砜溶液中，配备成10—3mol .L—i的溶液。放入密闭容器摇匀，使之充分溶 解。把溶液逐步稀释，制得10、ol . 1^溶液放入10 ml棕色容量瓶中，使之 充分溶解均匀。然后，用微量注射器把溶液滴到新解理的云母基片上。在温度为20'C的密闭、干燥的环境下保持48h自然晾干。利用原子力显微镜的DFM模 式测量。可得"平躺式"的二噻吩[2，3-6:3、2'-^l并噻吩二羧酸单分子层结 构，见图1。
实施例2
称取0. 00284g二噻吩[3,2-6:2、 3'-cO并噻吩二羧酸溶入到10 ml 二甲基 亚砜溶液中，配备成10—3mol .L—'的溶液。放入密闭容器摇匀，使之充分溶解。 把溶液稀释制成l(Tmol . 10 ml棕色容量瓶中，使之充分溶解均匀。
然后，用微量注射器把浓度为l(Tmol . I/1的溶液滴到新解理的云母基片上。 在温度为25°C的密闭、干燥的环境下保持40h自然晾干。利用原子力显微镜 的DFM模式测量。可得以一定角度取向排列在基底表面的单分子层结构，见 图2。
权利要求
1.并三噻吩二羧酸单分子层，其特征在于，由下法制得配制并三噻吩二羧酸溶于二甲基亚砜的浓度为10-6mol·L-1的溶液，然后滴于新解理的云母基片上；于密闭环境中干燥后即得所述并三噻吩二羧酸单分子层。
2. 如权利要求1所述的并三噢吩二羧酸单分子层，其特征在于，所述并三 噻吩二羧酸如式a所示，所述并三噻吩二羧酸单分子层厚度不大于0. 5nm，为 平躺式结构；
3.如权利要求1所述的并三噻吩二羧酸单分子层，其特征在于，所述并三 噻吩二羧酸如式b所示，所述并三噻吩二羧酸单分子层厚度不大于2nm，为以 一定角度取向排列在基底表面的单分子层结构，
4. 权利要求1所述并三逸吩二羧酸单分子层的制备方法，其特征在于，配 制并三噻吩二羧酸溶于二曱基亚砜的浓度为10—6mol L—的溶液，然后滴于新 解理的云母基片上；于密闭环境中干燥后即得所述并三噻吩二羧酸单分子层。
5. 如权利要求4所述的并三噻吩二羧酸单分子层的制备方法，其特征在于， 所述的干燥为20-3CTC自然晾干。
6. 如权利要求5所述的并三噻吩二羧酸单分子层的制备方法，其特征在于， 晾千时间为40-50h。(a)
全文摘要
本发明属于有机光电子器件领域，特别涉及并三噻吩二羧酸单分子层及其制备方法。配制并三噻吩二羧酸溶于二甲基亚砜的浓度为10^-6mol·L^-1的溶液，然后滴于新解理的云母基片上；于密闭环境中干燥后即得所述并三噻吩二羧酸单分子层。本发明是首次制备并三噻吩二羧酸单分子层；且该单分子层的制备方法操作简单、方便，利于该两种化合物在有机光电子器件中的器件化。
文档编号H01L51/00GK101587938SQ200910065098
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月2日 优先权日2009年6月2日
发明者杜祖亮, 华 王, 王德坤, 蒋晓红 申请人:河南大学