[发明专利]以酞菁铁为原料的场效应晶体管的制备方法及应用

权利要求书

1.以酞菁铁为原料的场效应晶体管的制备方法，其特征在于包括酞菁铁FePc的提纯和生长，具体步骤如下：

1）酞菁铁FePc的提纯：首先将酞菁铁原料放入玻璃加热舟内后放入内管中，使酞菁铁原料放在加热带附近，之后用真空泵将管内压强抽至0.01Pa，最后通入高纯氮并控制管内高纯氮气体的压强和流速，即在300℃条件下，流速控制在60sccm，压强为25Pa，每次提纯时间为4小时；在输运区会得到更高纯度的酞菁铁FePc，高纯度的酞菁铁FePc和杂质吸附在输运区的玻璃内管不同位置的内壁上，高纯度的酞菁铁FePc与杂质通过颜色深浅进行区分；待管内温度降温至80^oC左右后关闭高纯氮、真空泵，对管内进行放气，待管内压强达到大气压强后，打开管式炉，取出加热舟重新添加酞菁铁原料，并进行下一次提纯；每次提纯8个循环即可将内壁中颜色最深的蓝黑色部分刮下得到更高纯度的酞菁铁FePc粉末；经8次提纯得到的更高纯度的酞菁铁FePc粉末回收后再进行二次提纯，二次提纯的过程与上述的提纯步骤相同即经8个循环后得提纯后的酞菁铁FePc粉末备用；

2） 酞菁铁FePc的生长：

（1）我们首先称量5-8mg提纯过后的酞菁铁FePc粉末，平铺到石英加热舟中，尽量增大样品的受热面积，之后将石英加热舟放入衬管左侧，将衬管推入到加热管内，调整位置使得加热舟处于热电偶的位置，即高温区；之后取出衬管，在对应加热舟的另一侧将洗净干燥的Si片衬底依次整齐放入衬管内，Si片与Si片间隔保持1mm左右；

（2）连接气阀，真空泵，用真空泵将管内压强抽至0.01Pa，打开高纯N₂阀门和机械泵阀门通入载气高纯N₂，通过调节流量计使气体流量为25 sccm，通过机械泵阀门使压强达到30Pa；

（3）通过运行温控箱对透明管式炉设定的程序：加热30 min，使管内温度由室温升至285 ℃，之后保持285 ℃加热3 h，最后自然降温直至60 ℃左右即可；在整个生长过程中一直通入高纯N₂，因为管内温度提高可能使管内气体压强流速略有浮动，我们手动进行调整，使气体流量和压强保持不变；

（4）生长过程完成后，先关闭载气高纯N₂，通气阀，再关闭真空泵，最后向绝热腔内放气，最后取出Si片和原料，并将Si片放在显微镜下，观察形貌并拍照记录；

3） 酞菁铁FePc单晶场效应晶体管制备方法：首先我们选取一根酞菁铁FePc纳米线，通过机械探针将其转移到绝缘层衬底上，之后我们通过探针转移大小为100µm*180µm、厚度为100nm的Au膜，将金膜转移至酞菁铁FePc纳米带的两端。

2.根据权利要求1所述的以酞菁铁为原料的场效应晶体管的制备方法，其特征在于所述的单晶场效应晶体管包括钢性器件和柔性器件；其中钢性器件制备：观察生长在Si片上的FePc具有多种形貌，选取其中浅蓝色较长的纳米线做为器件半导体材料，通过机械探针将其转移到绝缘层衬底上，使其尽量与绝缘层贴合，之后我们同样通过探针转移具有高韧性和良好延展性的Au膜，先是在Si衬底将事先预备好尺寸为100µm*180µm厚度为100nm的Au膜剥离下来，之后再贴在之前转移好的酞菁铁FePc纳米线的两端；柔性器件制备：选取一块5cm*15cm的薄PET切片，将洗干净的PET粘在玻璃片上，之后在PET上用镀膜机蒸镀厚度为80nm的Au膜，之后在Au 膜上利用液相法旋涂PMMA绝缘层，使用匀胶机进行旋涂，将浓度为60mg/ml的PMMA/苯甲醚溶液滴在 Si片上，在匀胶机上以4000r/s旋涂40s，旋涂过后，将旋好的片子放到烘箱中进行退火处理，其退火条件为在100℃环境下10min；利用机械探针转移法先将酞菁铁FePc纳米带转移到绝缘层上，选取绝缘层膜靠中间的位置，之后将Au膜贴合到酞菁铁FePc纳米带两端。