[发明专利]可编织纤维状有机光电场效应晶体管及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种可编织纤维状有机光电场效应晶体管在提高灵敏度和光响应度中的应用，其特征在于，可编织纤维状有机光电场效应晶体管的制备方法包括以下步骤：

1)对衬底进行十八烷基三氯硅烷的修饰，修饰后在衬底上蒸镀可导电的薄膜作为栅电极，其中，修饰的步骤包括①～③：

①将衬底放入丙酮中浸泡20～40min，干燥，放入铬酸洗液中浸泡30～40min，取出衬底后先后依次进行清洗和干燥；

②对衬底进行羟基化：将步骤①所得衬底置于食人鱼洗液中浸泡20～40min，取出所述衬底后对该衬底进行清洗；

③对衬底进行OTS修饰：将步骤②所得衬底浸泡于体积分数为0.005～0.015％的OTS的正庚烷溶液中8～15min，取出衬底后再将该衬底于三氯甲烷中浸泡5～15min，取出衬底后先后依次进行清洗和干燥；

2)在步骤1)所得栅电极上涂覆并固化一层厚度为300～400nm的薄膜作为绝缘层，所述绝缘层为聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，制备聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的方法为：将质量分数为5～8％的PMMA苯甲醚溶液滴到衬底的栅电极上，在衬底转速为3000～4500r/min的前提下，旋涂35～45s，旋涂结束后于80～100℃固化5～30min，得到所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜；

3)通过蹭涂的方式将二维片状有机单晶转移至步骤2)所得绝缘层上，其中，所述二维片状有机单晶能够弯曲，所述二维片状有机单晶为DPA二维片状有机单晶，该DPA二维片状有机单晶的制备方法为：将原料DPA置于两端控温的电阻管式炉中的较高温区，向电阻管式炉内通入作为载气的氩气，氩气的流量为450～500sccm，将所述电阻管式炉一端的温度在40min内从室温20～25℃升至285℃，所述电阻管式炉另一端的温度在30min内从室温20～25℃升至245℃，再恒温加热280min，在较低温区获得蓝绿色的DPA二维片状有机单晶，其中，DPA二维片状有机单晶生长的环境为常压；

4)在步骤3)所得二维片状有机单晶两侧的绝缘层上真空掩膜蒸镀源极和漏极，真空掩膜蒸镀完成后，得到器件，其中，所述源极和漏极均与所述二维片状有机单晶连接且位于所述绝缘层上；

5)将栅电极以及位于该栅电极上的绝缘层、源极、漏极和二维片状有机单晶转移至处理后纤维上，得到可编织纤维状有机光电场效应晶体管，其中，所述处理后纤维的制备方法为：选取直径为50～120μm的纤维，清洗纤维，将所述纤维在伸直状态下固定，进行氧等离子体处理，氧等离子体处理条件如下：功率为40～100W，时间为5～20min，气体流速为8～15sccm；再通过提拉法在进行氧等离子体处理的纤维上制备一层用于与栅电极连接的缓冲层，所述纤维为织物纤维，所述缓冲层的厚度为2～10μm，所述缓冲层为聚二甲基硅氧烷。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，在所述步骤①中，所述干燥为用氮气吹干，所述清洗的操作为：用去离子水冲洗多次后在去离子水中超声至少5min；

在所述步骤①中，所述铬酸洗液为重铬酸钾、水和浓硫酸的混合物，其中，所述重铬酸钾的质量份数、水的体积份数和浓硫酸的体积份数的比为1：2：18；所述质量份数的单位为g，所述体积份数的单位为mL；

在所述步骤②中，所述清洗为用去离子水冲洗多次；

在所述步骤②中，所述食人鱼洗液为浓硫酸和过氧化氢的混合溶液，其中，按体积份数计，所述浓硫酸和过氧化氢的比为7:3；

在所述步骤③中，所述清洗为在水中超声。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，在所述步骤1)中，所述衬底为硅片；

在所述步骤1)中，所述栅电极为厚度50～100nm的金材质的薄膜。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述浓硫酸中H₂SO₄的质量分数为98％；

在所述步骤5)中，所述清洗纤维为将纤维在异丙醇中浸泡20～40min，取出后用水冲洗多次，再于去离子水中超声10～15min，取出纤维；

在所述步骤5)中，所述提拉法的提拉速度为50～200μm/s。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，在所述步骤3)中，所述二维片状有机单晶的长为40～300μm，宽为50～500μm，厚度为10～40μm。