石墨基底上生長不同結(jié)構(gòu)烷氧基銅酞菁單分子薄膜的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種石墨基底上生長不同結(jié)構(gòu)烷氧基銅酞菁單分子薄膜的方法，該方法中烷氧基銅酞菁為八辛氧基銅酞菁，將其溶解在有機(jī)溶劑甲苯中，配制成溶液，然后將溶液滴加到干凈的高定向裂解石墨基底上，溫度25℃-55℃下溶劑揮發(fā)后得到生長在石墨表面上的含兩種晶型結(jié)構(gòu)的八辛氧基銅酞菁單分子薄膜；而通過控制溶劑揮發(fā)溫度60℃、或室溫25℃下溶劑揮發(fā)后再通過溫度75℃-80℃退火處理，可控制得到具有單一晶型結(jié)構(gòu)的八辛氧基銅酞菁單分子薄膜。該方法得到的單分子薄膜結(jié)構(gòu)中的晶型種數(shù)可調(diào)，成膜均勻，缺陷少，操作簡單，溫度條件溫和，石墨易清潔可多次利用。通過本發(fā)明所述方法獲得的石墨基底上生長的不同結(jié)構(gòu)烷氧基銅酞菁單分子薄膜可用于光電分子傳感器等領(lǐng)域。
【專利說明】石墨基底上生長不同結(jié)構(gòu)烷氧基銅酞菁單分子薄膜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)半導(dǎo)體薄膜的制備領(lǐng)域，具體涉及一種在石墨基底上生長不同結(jié)構(gòu)的烷氧基銅酞菁單分子薄膜的方法。
【背景技術(shù)】:[0002]酞菁類化合物具有良好的熱穩(wěn)定性、多晶性，而且具有高的光電導(dǎo)性、極好的氣敏特性和高的三階非線性光學(xué)極化特性等，可廣泛應(yīng)用于氣體和光電傳感器等領(lǐng)域。大尺寸的酞菁晶體難以生長，因此主要的研究都集中在其薄膜應(yīng)用方面。幾乎沒有缺陷且膜質(zhì)均勻的單分子膜對(duì)提高薄膜的光電性能特別有利，能有效地減少薄膜內(nèi)部所產(chǎn)生光生載流子的自身復(fù)合。光生載流子產(chǎn)率還與材料的晶型有關(guān)，因此制備晶型一致、缺陷少的單分子薄膜能極大的提高酞菁類化合物薄膜材料的性能。酞菁化合物薄膜的制備方法有以下幾種:L-B膜，真空氣相沉積，旋轉(zhuǎn)涂膜，電沉積法等。這些制備方法一般需要特殊的儀器設(shè)備、操作復(fù)雜、能耗高、難以保證缺陷少且難制備單分子層的薄膜。石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，已成為光電領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，將酞菁類化合物負(fù)載在石墨烯表面形成晶型可調(diào)、缺陷少且穩(wěn)定性好的單分子薄膜，可以很好的應(yīng)用于光電分子傳感器件的制備方面。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在石墨基底上生長不同結(jié)構(gòu)的烷氧基銅酞菁單分子薄膜的方法，本發(fā)明的制備方法中烷氧基銅酞菁溶液的濃度低；所用的高定向裂解石墨是由石墨烯層層堆疊的，表面平整，用透明膠帶按在表面剝離即可得到干凈的石墨表面，易清潔可多次利用；溫度條件溫和；烷氧基銅酞菁單分子薄膜的晶型結(jié)構(gòu)可按需求調(diào)節(jié)。通過本發(fā)明所述方法制備的石墨為基底的烷氧基銅酞菁單分子薄膜可用于光電分子傳感器等領(lǐng)域。
[0004]本發(fā)明所述的一種石墨基底上生長不同結(jié)構(gòu)烷氧基銅酞菁單分子薄膜的方法，采用在石墨基底上由烷氧基銅酞菁化合物用溶劑揮發(fā)法制成，并通過控制不同的溫度條件得到不同結(jié)構(gòu)的單分子薄膜，具體操作按下列步驟進(jìn)行:
[0005]a、將烷氧基酞菁為八辛氧基銅酞菁的化合物溶解于有機(jī)溶劑甲苯中，超聲震蕩10分鐘，配成濃度為0.005mg/mL-0.05mg/mL的溶液；
[0006]b、將步驟a中的溶液滴加至干凈的石墨基底上，溫度25°C -60°C，靜置，時(shí)間為5-30分鐘，使有機(jī)溶劑甲苯完全揮發(fā)，或在室溫25°C下有機(jī)溶劑甲苯揮發(fā)后，再在溫度750C -80°C退火處理，時(shí)間為10分鐘，得到石墨基底上生長的不同結(jié)構(gòu)的八辛氧基銅酞菁單分子薄膜。
[0007]步驟b中石墨為高定向裂解石墨，用透明膠帶剝離去除表面層。
[0008]步驟b中有機(jī)溶劑甲苯在揮發(fā)溫度25°C _55°C完全揮發(fā)后，得到含有兩種不同晶型結(jié)構(gòu)的八辛氧基銅酞菁單分子薄膜。
[0009]步驟b中有機(jī)溶劑甲苯在揮發(fā)溫度60°C完全揮發(fā)后，得到只含有一種晶形結(jié)構(gòu)的八辛氧基銅酞菁單分子薄膜。
[0010]步驟b中室溫25°C下有機(jī)溶劑甲苯完全揮發(fā)后，再在溫度75°C -80°c退火處理后得到只含有一種晶型結(jié)構(gòu)的八辛氧基銅酞菁單分子薄膜。
[0011]本發(fā)明所述的石墨基底上生長不同結(jié)構(gòu)的烷氧基銅酞菁單分子薄膜的方法是通過以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，將烷氧基銅酞菁溶解在有機(jī)溶劑甲苯中，形成濃度為0.005mg/mL-0.05mg/mL的分子溶液；取大小為50mmX 50mm的高定向裂解石墨,所述高定向裂解石墨在使用前用透明膠帶剝離去除表面層，得到干凈的石墨表面，以減少由表面因素導(dǎo)致的單分子薄膜的缺陷；將溶液滴加至干凈的石墨基底上，控制溶劑揮發(fā)溫度25V -60°C使溶劑揮發(fā)完全，或在室溫25°C下溶劑揮發(fā)后再在75°C -80°C退火處理，即得到生長在石墨上的結(jié)構(gòu)不同的烷氧基銅酞菁單分子薄膜。
[0012]通過對(duì)所獲得的材料進(jìn)行測試表征顯示，所述的石墨表面上的烷氧基銅酞菁薄膜為單分子層結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明所述的烷氧基銅酞菁為八辛氧基銅酞菁，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:
【權(quán)利要求】
1.一種石墨基底上生長不同結(jié)構(gòu)烷氧基銅酞菁單分子薄膜的方法，其特征在于采用在石墨基底上由烷氧基酞菁化合物用溶劑揮發(fā)法制成，并通過控制不同的溫度條件，得到不同結(jié)構(gòu)的單分子薄膜，具體操作按下列步驟進(jìn)行: a、將烷氧基銅酞菁為八辛氧基銅酞菁的化合物溶解于有機(jī)溶劑甲苯中，超聲震蕩10分鐘，配成濃度為0.005 mg/mL-0.05mg/mL的溶液； b、將步驟a中的溶液滴加至干凈的石墨基底上，溫度25°C_60°C，靜置，時(shí)間為5_30分鐘，使有機(jī)溶劑甲苯完全揮發(fā)，或在室溫25 °C下有機(jī)溶劑甲苯揮發(fā)后，再在溫度75 °C -80 °C下退火處理，時(shí)間為10分鐘，得到石墨基底上的生長不同結(jié)構(gòu)的八辛氧基銅酞菁單分子薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利I要求所述的方法，其特征在于步驟b中石墨為高定向裂解石墨，用透明膠帶剝離去除表面層。
3.根據(jù)權(quán)利I要求所述的方法，其特征在于步驟b中有機(jī)溶劑甲苯在揮發(fā)溫度.25°C-55°C完全揮發(fā)后，得到含有兩種不同晶型結(jié)構(gòu)的八辛氧基銅酞菁單分子薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利I要求所述的方法，其特征在于步驟b中有機(jī)溶劑甲苯在揮發(fā)溫度60°C完全揮發(fā)后，得到只含有一種晶形結(jié)構(gòu)的八辛氧基銅酞菁單分子薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利I要求所述的方法，其特征在于步驟b中室溫25°C下有機(jī)溶劑甲苯完全揮發(fā)后，再在溫度75°C _80°C退火處理后得到只含有一種晶型結(jié)構(gòu)的八辛氧基銅酞菁單分子薄膜。
【文檔編號(hào)】C30B7/06GK103898611SQ201410137235
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月5日
【發(fā)明者】袁群惠, 王亞敏, 李守柱 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所