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具有π电子结构的有机聚合物半导体材料在高性能光电器件的大面积制备中具有独特的优势。然而由于其相对较弱的稳定性以及高昂的合成成本,在某种程度上限制了其在器件方面的发展应用。基于该研究背景,本论文中提出了一个全新的解决思路,即通过制备π共轭的有机/无机复合纳米材料,并利用该材料组装制备得到一维结构器件。最后,还研究了高度定向的一维单晶结构器件。通过对复合材料一维结构的制备以及有机单晶结构一维阵列的制备,均实现了高性能电学器件的简单、高效、低成本和大面积制备,具有很好的应用前景。 (1)构建了一种π共轭的聚合物/石墨烯复合材料,并将它们排列成规整的一维结构阵列。由于聚合物分子与石墨烯之间强烈的共轭相互作用,少层的聚合物分子吸附在石墨烯表面。低耗量的聚合物分子以及石墨烯的低成本极大的降低了器件的制作成本。在该共轭体系中,聚合物分子和石墨烯之间的π-π堆积距离小于单纯聚合物体系中的π-π堆积距离,器件迁移率显著提高。并且石墨烯的引入也使聚合物/石墨烯复合材料具有更强的热稳定性。 (2)提供了一种制备单壁碳纳米管和聚合物复合纳米材料的方法。通过π-π共轭作用,具有共轭结构的聚合物分子吸附在单壁碳纳米管表面,形成了一种内部是碳纳米管外边包裹聚合物的复合结构。通过采用具有不对称浸润性的模板基底对样品溶液的退浸润过程进行调控,实现了π共轭的聚合物/碳纳米管复合材料的有序一维结构制备。该一维结构定位准确、取向一致、尺寸可调控。并且通过该方法得到的一维结构中碳纳米管的取向具有各向异性,碳纳米管的排列方向与液体的退浸润方向平行,这种高度定向排列的碳纳米管使复合材料器件的性能得到了很大的提高。此外,碳纳米管的引入也使聚合物/碳纳米管复合材料具有更强的热稳定性。 (3)通过利用具有不对称浸润性的模板基底,实现了大面积规整排列、定位准确的一维超分子单晶结构阵列。由于硅柱顶端和侧壁存在的浸润性差异,样品溶液被限定在相邻的两根硅柱的亲水性凹槽内,形成了一个个具有方形截面的毛细管。接着液体在毛细管内逐渐退浸润并形成了液体拖尾现象。毛细管拖尾使液体单向退浸润,并且调控溶质的传输和结晶过程。由于制备得到的一维结构具有高度的结晶性和单纯的晶向,并且Pt-Pt链与基底方向平行,因此基于一维单晶结构阵列制备的光电探测器具有更强的响应度。该研究工作不仅提供了制备和排列超分子单晶结构的方法,这种高效制备大面积一维单晶结构阵列的方法也有利于制备高性能单晶器件。