[发明专利]一种定位自组装有机半导体薄膜晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种定位自组装有机半导体薄膜晶体管，其特征在于，所述有机半导体薄膜晶体管包括：衬底、六方氮化硼h-BN、石墨烯、金属电极和有机半导体薄膜；其中，所述衬底包括下层的导电层以及上层的绝缘层；在衬底的绝缘层上形成h-BN；在h-BN的两端分别叠放石墨烯，两端的石墨烯与h-BN有交叠但不完全覆盖h-BN，并保持h-BN的中间部分暴露；在两端的石墨烯上分别形成金属电极，所述金属电极不完全覆盖石墨烯；在低压管式炉中通过控制温度、气压和时间，在中真空环境下以暴露出来的h-BN和石墨烯为模板，在暴露出来的h-BN和石墨烯上自组装生长有机半导体薄膜，从而实现由石墨烯作为接触电极，h-BN上的有机半导体薄膜作为沟道的有机半导体薄膜晶体管。

2.如权利要求1所述的有机半导体薄膜晶体管，其特征在于，所述石墨烯为单层或多层。

3.如权利要求1所述的有机半导体薄膜晶体管，其特征在于，所述h-BN为单层或多层。

4.一种定位自组装有机半导体薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

1)提供衬底，衬底包括下层的导电层以及上层的绝缘层；

2)在衬底上制备h-BN；

3)制备石墨烯；

4)将石墨烯分别叠放在h-BN的两端，两端的石墨烯与h-BN有交叠但不完全覆盖h-BN，并保持h-BN的中间部分暴露；

5)在两端的石墨烯上分别形成金属电极，金属电极不完全覆盖石墨烯；

6)将步骤5)得到的样品放入低压管式炉的低温区，有机源材料放置在低压管式炉的高温区，通过控制温度、气压和时间，以暴露出来的h-BN和石墨烯为模板，在中真空环境下在暴露出来的h-BN和石墨烯上自组装生长有机半导体薄膜，完成后自然降温至室温，从而实现由石墨烯作为接触电极，h-BN上的有机半导体薄膜作为沟道的有机半导体薄膜晶体管。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，采用机械剥离的方法在衬底上制备h-BN，形成规则形状的h-BN；或采用化学气相沉积CVD制备大面积h-BN，再通过光刻和刻蚀的方法形成规则形状的h-BN。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，采用机械剥离的方法制备规则形状的石墨烯；或者采用CVD制备大面积石墨烯，再通过光刻和刻蚀的方法形成规则形状的石墨烯。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤6)中，低压管式炉的低温区的温度为70～100℃，低压管式炉的高温区的温度为100～130℃，气压为1～100Pa，升温时间为10～60min，自组装生长的时间为1～30min。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤6)中，源材料采用有机半导体。