一种利用磁场控制酞菁类有机薄膜内分子取向的方法

摘要

一种利用在磁场下热处理控制酞菁类有机薄膜内分子取向性的方法，其特征是把酞菁类有机薄膜沉积在清洗后的衬底上，然后放入强磁场中进行热处理。酞菁类分子平面在磁场的作用下向同一方向发生偏转，导致薄膜内分子取向度的提高，由此可以改善酞菁类有机薄膜的晶体质量，改善薄膜的光电性能。

说明书

                         技术领域

本发明涉及控制有机薄膜内分子取向的方法。具体说，是利用磁场控制酞菁类有机薄膜内分子取向的方法。

                         背景技术

酞菁类有机薄膜是很有前途的有机光电材料及气体传感器材料，在光导、光存储、气体传感器等方面有广泛的应用。实验发现酞菁类有机薄膜的晶体结构对它的光电性能有很大的影响。使酞菁类有机薄膜内的分子按相同的方向择优取向，可以提高薄膜的晶体质量，获得性能优越的酞菁类有机薄膜。

                         发明内容

本发明的目的在于提供一种利用磁场控制酞菁类有机薄膜分子取向的方法。

本发明的利用磁场控制酞菁类有机薄膜内分子取向的方法，包括以下步骤：

1)清洗衬底，除去表面的油脂和污物。

2)用真空蒸发沉积的方法在清洗后的衬底上沉积一层酞菁类薄膜，蒸发源温度为250-320℃。具体温度根据所用酞菁的种类不同而不同。

3)将经蒸发沉积的薄膜放置于磁场中进行热处理，热处理温度为50-250℃。

上述的酞菁类薄膜可以是无金属酞菁、酞菁铜、酞菁铅、酞菁氧钒、酞菁氧钛、酞菁氯铝等。

本发明方法能使酞菁类有机薄膜的分子发生择优取向，明显提高酞菁类有机薄膜的晶体质量，改善薄膜的光电性能。，

                         附图说明

图1是磁场下酞菁类有机薄膜分子发生择优取向的简化示意图；

图2是无金属酞菁的X光衍射测试图。

                       具体实施方式

图1所示，含有大环的酞菁类有机薄膜分子在磁场下具有极化矩M。为了达到能量极小，极化矩M的方向必须与外磁场B平行。薄膜内酞菁分子在磁场的作用下向同一方向发生偏转，导致薄膜内分子取向度的提高，通过加热薄膜，同时施加磁场的方法可以使酞菁类有机薄膜内分子的取向趋向一致，使得薄膜的晶体质量得到提高。

以下通过无金属酞菁具体实例进一步说明本发明制备方法，它包括以下步骤：

1)采用石英玻璃为衬底。先把石英玻璃放入酸液中酸浴10分钟，然后依次在乙醇和丙酮溶液中超声波清洗，除去表面的油脂和污物，最后在去离子水中漂洗，干燥后备用。

2)用真空蒸发沉积的方法在经1)处理后的衬底上沉积一层无金属酞菁薄膜，蒸发源温度为320℃度，衬底温度为室温。

3)将蒸发沉积获得的薄膜放置在两片钕铁硼磁铁构成的磁场中间，再把磁铁连同薄膜一起放入热处理炉中，在80℃的温度下处理45分钟。

本发明中所用的磁场可以由电磁铁、永久磁铁或磁钢产生。如果使用永久磁铁或磁钢提供磁场，则必须保证热处理的温度不超过磁铁或磁钢的居里温度，以免磁铁或磁钢失效，或者采取冷却措施避免磁铁或磁钢过热。

图2给出了X射线衍射仪的测试结果，图中1表示未经热处理样品，2表示热处理时未加磁场的样品，3表示热处理时加磁场的样品。比较三种X光衍射测试图，可见经过磁场下热处理过程的薄膜样品3比未经热处理的样品1及经过相同热处理但未加磁场的样品2的衍射峰强度明显增强，峰宽下降，表明薄膜内的分子发生了择优取向，使晶体的质量得到提高。基于同样的原理，本发明对其他含大环有机化合物也适用。