[发明专利]一种用液相化学反应法制备有机微纳结构及原位图案化的方法

权利要求书

1.一种液相化学反应法制备有机微纳结构方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用还原反应制备有机分子的阴离子自由基盐，并将其制成溶液；

(2)配置好含氧化剂的溶液，移取步骤(1)的阴离子自由基盐溶液注入到含有氧化剂的溶液中，氧化剂的量使阴离子自由基充分氧化，搅拌或超声使之充分混合，然后避光静置，进行反应；

(3)反应结束后，洗涤，可以得到一维或二维的有机微纳结构；上述步骤(1)中的有机分子为N型半导体材料，采用液相一步还原法制得相应有机分子的阴离子自由基盐或者溶液；步骤(1)中所述的溶液，其溶剂为乙腈或四氢呋喃；步骤(2)中，所述含氧化剂的溶液，其溶剂为醇类、水或者与自由基盐溶液相同的溶剂，氧化剂为饱和氧气、三氯化铁溶液、双氧水、铁氰化钾。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，N型半导体材料为全氟代金属酞菁类化合物、氰基苯醌类化合物、富勒烯类化合物、苝酰亚胺、N位取代的苝酰亚胺、腰位卤代的苝酰亚胺。

3.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(2)中搅拌或超声时间优选30s～1min，静置时间优选30min～4h。

4.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(1)阴离子自由基溶液的浓度为0.5mmol/L～2mmol/L。

5.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(3)选用的洗涤溶剂优选为相应的步骤(2)中的溶解氧化剂所用的溶剂。

6.按照权利要求1的方法，其特征在于，在步骤(2)中还加入0.05mmol/L～0.5mmol/L的非离子型表面活性剂。 

7.一种液相化学反应法制备原位图案化器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：利用还原反应制备有机分子的阴离子自由基盐，并将其制成溶液；将处理好的阵列化电极基片浸渍于阴离子自由基溶液中，在密闭避光条件下，使阴离子在电极表面进行原位氧化反应，反应结束后，洗涤基片，得到阵列化的一维或者二维有机微纳结构；

上述步骤中的有机分子为N型半导体材料；阴离子自由基盐的溶液，其溶剂为乙腈或四氢呋喃；

处理好的阵列化电极基片的制备方法，包括以下步骤：(1)高度N掺杂的单晶硅片，电阻率为0.05-0.20欧姆厘米，平面为[100]方向，然后对硅片进行热氧化，使其表面生成一层厚度20nm-500nm的SiO₂热氧化层，并进行单面抛光，作为基底；(2)真空条件下在选定基底上，通过预先图案化的光刻版蒸镀一层Cr作为粘附层，再蒸镀一层金属Ag或者Cu，实现阵列化；(3)分别用丙酮，乙醇洗涤，并用氮气轻轻吹干，之后置于60℃的烘箱中维持30min，或者用紫外臭氧清洗机进行表面氧化处理约5～10min。

8.按照权利要求7的方法，其特征在于，N型半导体材料选自全氟代金属酞菁类化合物、氰基苯醌类化合物、富勒烯类化合物、苝酰亚胺、其衍生物，包括进行N位取代的苝酰亚胺或腰位卤代的苝酰亚胺。

9.按照权利要求7的方法，其特征在于，采用液相一步还原法制得相应有机分子的阴离子自由基盐或者溶液；若选用溶剂溶解自由基盐配成的溶液，则选用无水乙腈，且配溶液之前事先用氮气鼓泡除氧30min；若用的是直接反应得到的阴离子自由基溶液，测无需进行此除氧操作，只需用注射器或者其它溶液转移器具在隔绝氧气的条件移取相应体积的溶液即可。