CN217973496U - 一种用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置，涉及晶体制备技术领域。用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置包括基板、第一支座、第二支座、导热架和导冷架；第一支座与第二支座相对间隔设置在基板上，第一支座与第二支座之间形成温控区；第一支座上设置有发热结构，发热结构的长度方向沿第一支座的长度方向设置；第二支座上设置有冷却结构，冷却结构的长度方向沿第二支座的长度方向设置；导热架和导冷架设置有多个，并分别连接在第一支座和第二支座，且导热架具有向第二支座延伸的导热部，导冷架具有向第一支座延伸的导冷部，导热架与导冷架交替设置以形成样品放置区，通过形成稳定的温度梯度实现有机单晶阵列的选区定向生长。

Description

一种用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置

技术领域

本实用新型涉及晶体制备技术领域，特别是涉及一种用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置。

背景技术

对于半导体器件的工业生产应用，基于有机单晶的高集成度、高分辨率的器件阵列的制备是器件投入使用的关键问题，而在晶体制备及器件设计的科学研究中，一般都是以单一器件进行设计和模拟的，如何控制有机半导体单晶的生长位置和取向，从而实现高分辨有机半导体单晶的图案化是限制有机半导体从研究到应用的一大痛点。

目前虽然有通过形成温度梯度来控制晶体生长取向的技术手段，但现有的通过形成温度梯度来实现晶体生长的技术手段仅用于单个晶体的生长，最终在温场中形成单个较大晶体，而不能够在衬底表面实现有机单晶阵列的生长。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置，以解决现有技术难以实现取向一致的有机半导体单晶阵列生长的问题。

本实用新型的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置的技术方案为：

用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置包括基板、第一支座、第二支座、导热架和导冷架；

所述第一支座与所述第二支座相对间隔设置在所述基板上，所述第一支座与所述第二支座之间形成温控区；

所述第一支座上设置有发热结构，所述发热结构的长度方向沿所述第一支座的长度方向设置；所述导热架设置有多个，多个所述导热架滑动连接在所述第一支座，且所述导热架具有向所述第二支座延伸的导热部；

所述第二支座上设置有冷却结构，所述冷却结构的长度方向沿所述第二支座的长度方向设置；所述导冷架设置有多个，多个所述导冷架滑动连接在所述第二支座，且所述导冷架具有向所述第一支座延伸的导冷部，所述导热架与所述导冷架交替设置以形成样品放置区。

进一步的，所述导热架的轮廓为“F”形，所述导热架包括一个导温杆以及设置于所述导温杆端部的两个支臂，两个所述支臂间隔布置形成卡槽，所述导热架的卡槽与所述第一支座滑动配合；

所述导冷架的结构与所述导热架的结构相同，所述导冷架的卡槽与所述第二支座滑动配合。

进一步的，所述第一支座两侧设置有滑槽，所述导热架的两个支臂分别与对应所述第一支座对应的滑槽滑动配合，所述导热架的支臂上螺纹安装有螺栓，所述螺栓用于在旋紧时固定所述导热架的支臂；

所述第二支座的两侧设置有滑槽，所述导冷架的两个支臂分别与对应所述第二支座对应的滑槽滑动配合，所述导冷架的支臂上螺纹安装有螺栓，所述螺栓用于在旋紧时固定所述导冷架的支臂。

进一步的，所述第二支座的两侧设置有凸沿，所述凸沿与所述基板螺栓连接。

进一步的，所述第一支座设置有第一腔体，所述发热结构为设置于所述第一腔体内的铁杆；

所述铁杆上套设有绝缘陶瓷管，所述绝缘陶瓷管上缠绕有铜线圈，所述铜线圈电连接有交流电源。

进一步的，所述第一支座设置有两个出线孔，两个所述出线孔均与所述第一腔体连通，所述出线孔处设置有橡胶绝缘套，所述铜线圈贯穿所述橡胶绝缘套并与所述交流电源连接。

进一步的，所述第一支座还开设有热偶孔洞，所述热偶孔洞内插装有测温热偶。

进一步的，所述第二支座设置有第二腔体，所述冷却结构为铜管道，所述铜管道贯穿所述第二腔体设置，且所述铜管道连接有水冷机。

进一步的，所述基板为氧化锆基板。

有益效果：用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置包括基板、第一支座、第二支座、导热架和导冷架，将第一支座与第二支座相对间隔设置在基板上，第一支座上设置有长度方向沿第一支座的长度方向设置的发热结构，第二支座上设置有长度方向沿第二支座的长度方向设置的冷却结构。

导热架和导冷架设置有多个，多个导热架滑动连接于第一支座，且导热架具有向第二支座延伸的导热部，多个导冷架滑动连接于第二支座，且导冷架具有向第一支座延伸的导冷部，导热架与导冷架交替设置以形成样品放置区，样品放置区中形成稳定的温度梯度，在样品放置区上放置硅片，将配置好的有机半导体分子溶液通过喷墨打印法打印到硅片表面，液滴在高温区蒸发形成晶核，晶核随着溶剂的蒸发向着低温区方向生长形成晶体，可以在任意的平整统一的表面实现有机半导体单晶阵列的选区定向生长。

且因多个导热架滑动连接于第一支座，多个导冷架滑动连接于第二支座，在使用过程中可以通过滑动导热架和导冷架来实现对导热架与导冷架的间距的控制，满足不同使用场景对导热架与导冷架的间距及温场梯度的设置需求。

附图说明

图1为本实用新型的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置的第二支座的局部示意图；

图3为本实用新型的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置的导热架的结构示意图；

图4为本实用新型的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置的第一支座的局部爆炸图；

图5为本实用新型的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置的第一支座的局部示意图。

图中：1－基板、2－第一支座、3－第二支座、4－导热架、5－导冷架、6－铁杆、7－绝缘陶瓷管、8－铜线圈、9－交流电源、10－测温热偶、11－出线孔、12－橡胶绝缘套、13－铜管道、14－水冷机、15－橡胶管、16－滑槽；

a－导温杆、b－支臂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的一种用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置的具体实施例，如图1至图5所示，用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置包括基板1、第一支座2、第二支座3、导热架4以及导冷架5，基板1为氧化锆承载基板，第一支座2和第二支座3相对间隔设置在基板1上，第一支座2上设置有发热结构，且发热结构的长度方向沿第一支座2的长度方向设置，第二支座3上设置有冷却结构，且冷却结构的长度方向沿第二支座3的长度方向设置。

第一支座2通过螺栓与基板1的一侧固定连接，第一支座2开设有一端开口的第一腔体，发热结构设置于第一腔体中，发热结构包括铁杆6，铁杆6为圆柱形铁块，且一端设置有侧板，侧板与第一支座2的端面尺寸相同，铁杆6上套设有绝缘陶瓷管7，铜线圈8缠绕在绝缘陶瓷管7上，铁杆6一端的侧板与第一支座2的第一腔体外口挡止配合，第一支座2的外边面开设有两个与第一腔体连通的出线孔11，出线孔11内设置有橡胶绝缘套12，铜线圈8穿过橡胶绝缘套12伸出第一支座2且通过导线与交流电源9连接，通过铜线圈8连接交流电源9磁感加热，使第一支座2获得稳定的温度。

在第一支座2相对于第一腔体开口的一侧设置有热偶孔洞，测温热偶10插装于热偶孔洞内，测温热偶10连接温度显示器，用以实时监测第一支座2的温度，以便在温度过高或过低时能够及时做出调整。

第二支座3下表面两侧有向远离第二支座3延伸设置的凸沿，凸沿与基板1通过螺栓固定，将第二支座3固定于基板1上与第一支座2相对的一侧，第二支座3设置有两端开口的第二腔体，冷却结构包括铜管道13，铜管道13贯穿第二腔体设置于第二支座3内，铜管道13的两端与水冷机14通过橡胶管15相连，水冷机14将冷却到一定温度的水通过橡胶管15注入铜管道13中，低温水流吸收热量使得第二支座3的温度降低，吸收热量后的水流再通过橡胶管15回流至水冷机14中降温，使得第二支座3获得稳定的低温。

第一支座2的两侧和第二支座3的两侧均安装有滑槽16；导热架4的轮廓为“F”形，包括一个导温杆a以及设置于导温杆a端部的两个支臂b，两个支臂b间隔布置形成卡槽，两个支臂b上均设置有滑块；导热架4设置有多个，且多个导热架4的卡槽卡接在第一支座2上，且导热架4的支臂b上的滑块与滑槽的配合滑动，导热架4的支臂b的滑块上螺纹安装有螺栓，螺栓用于在旋紧时固定导热架4的支臂b，设置于第一支座2；导冷架5与导热架4结构相同，导冷架5设置有多个，多个导冷架5的卡槽卡接在第二支座3上，且导冷架5的支臂b上的滑块与滑槽的配合滑动，导冷架5的支臂b的滑块上螺纹安装有螺栓，螺栓用于在旋紧时固定导冷架5的支臂b，设置于第二支座3，且导热架4具有向第二支座3延伸的导热部，导冷架5具有向第一支座2延伸的导冷部，导热架4与导冷架5交替设置以形成样品放置区，在样品放置区上放置硅片，将配置好的有机半导体分子溶液通过喷墨打印法打印到硅片表面，液滴在高温区蒸发形成晶核，晶核随着溶剂的蒸发向着低温区方向生长形成晶体，可以在任意的平整统一的表面实现有机半导体单晶阵列的选区定向生长。

因多个导热架4滑动连接于第一支座2，多个导冷架5滑动连接于第二支座3，在使用过程中可以通过调节导热架4和导冷架5的位置实现对导热架4与导冷架5的间距的控制，满足不同使用场景对导热架4与导冷架5的间距及温场梯度的设置需求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置，其特征在于，包括基板、第一支座、第二支座、导热架和导冷架；

所述第一支座与所述第二支座相对间隔设置在所述基板上，所述第一支座与所述第二支座之间形成温控区；

所述第一支座上设置有发热结构，所述发热结构的长度方向沿所述第一支座的长度方向设置；所述导热架设置有多个，多个所述导热架滑动连接在所述第一支座，且所述导热架具有向所述第二支座延伸的导热部；

所述第二支座上设置有冷却结构，所述冷却结构的长度方向沿所述第二支座的长度方向设置；所述导冷架设置有多个，多个所述导冷架滑动连接在所述第二支座，且所述导冷架具有向所述第一支座延伸的导冷部，所述导热架与所述导冷架交替设置以形成样品放置区。

2.根据权利要求1所述的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置，其特征在于，所述导热架的轮廓为“F”形，所述导热架包括一个导温杆以及设置于所述导温杆端部的两个支臂，两个所述支臂间隔布置形成卡槽，所述导热架的卡槽与所述第一支座滑动配合；

所述导冷架的结构与所述导热架的结构相同，所述导冷架的卡槽与所述第二支座滑动配合。

3.根据权利要求2所述的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置，其特征在于，所述第一支座两侧设置有滑槽，所述导热架的两个支臂分别与对应所述第一支座对应的滑槽滑动配合，所述导热架的支臂上螺纹安装有螺栓，所述螺栓用于在旋紧时固定所述导热架的支臂；

所述第二支座的两侧设置有滑槽，所述导冷架的两个支臂分别与对应所述第二支座对应的滑槽滑动配合，所述导冷架的支臂上螺纹安装有螺栓，所述螺栓用于在旋紧时固定所述导冷架的支臂。

4.根据权利要求3所述的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置，其特征在于，所述第二支座的两侧设置有凸沿，所述凸沿与所述基板螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置，其特征在于，所述第一支座设置有第一腔体，所述发热结构为设置于所述第一腔体内的铁杆；

所述铁杆上套设有绝缘陶瓷管，所述绝缘陶瓷管上缠绕有铜线圈，所述铜线圈电连接有交流电源。

6.根据权利要求5所述的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置，其特征在于，所述第一支座设置有两个出线孔，两个所述出线孔均与所述第一腔体连通，所述出线孔处设置有橡胶绝缘套，所述铜线圈贯穿所述橡胶绝缘套并与所述交流电源连接。

7.根据权利要求5所述的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置，其特征在于，所述第一支座还开设有热偶孔洞，所述热偶孔洞内插装有测温热偶。

8.根据权利要求1所述的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置，其特征在于，所述第二支座设置有第二腔体，所述冷却结构为铜管道，所述铜管道贯穿所述第二腔体设置，且所述铜管道连接有水冷机。

9.根据权利要求1所述的用于可溶性有机单晶阵列生长的温控装置，其特征在于，所述基板为氧化锆基板。

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