随着社会信息化的不断发展,有机光电体材料由于原料易得、廉价、质量轻等优点吸引了众多研究者,用这些材料制备的光电器件具有灵敏度高、噪音小、适应性强、性质稳定等优点。光电响应特性是有机光电器件性能的一项重要指标,光电响应性主要取决于材料本身空穴迁移能力和电子传输能力。目前可用于光电器件的有机光电材料种类繁多,其中卟啉类有机超分子由于具有较强的电子给体推电子能力和电子受体控电子能力,而受到研究者的青睐,以卟啉为基础的材料已被广泛用于光电转换、导电传感等方面的研究。为了对比研究卟啉引进金属元素前后所合成纳米材料的光电性能的变化,就要求制备出性能优良的单根纳米线器件。以卟啉为基元的单根有机微纳光电器件主要由卟啉大分子通过π-π共轭相互作用制备而成,通常情况下含有金属离子的有机大分子具有较高的光电响应性,但含有金属离子的大分子很难气化,不能采用常用的化学气相沉积(CVD)方法制备,金属卟啉的溶解度也不好,不良溶剂法制备通用性也不强。如何开发一种可控制备含有金属中心离子的有机超分子纳米结,通过控制分子排列以及中心金属离子的不同,调控纳米结构器件的光电性能,获得高开关比的单根纳米器件,无论对基础理论研究还是实际应用研究都十分重要。本文在本课题组卟啉自组装的基础上,开发了乳化剂辅助离子自组装法,将乳化剂引入到阴阳离子卟啉的共组装中,以期通过两种卟啉的有序共组装,制备更好光电响应特性的卟啉组装体。通过改变卟啉分子的堆积方式以及引入不同的中心金属离子,获得不同光响应性能的纳米组装体。在此基础上研究不同中心金属及不同分子堆积方式对组装体光电性能的影响。首先,我们选取四苯磺酸基卟啉(TPPS)和四吡啶基锡卟啉(SnTPyP)为组装基元,采用乳化剂辅助离子共组装法,一方面通过阴阳离子卟啉的离子相互作用实现共组装。另一方面利用乳化剂进行胶束限域,减弱阴阳离子间强的静电作用,减慢组装速度,实现卟啉共组装的可控性及改善所得组装体的水相分散性。通过对两种卟啉的摩尔比、反应溶液的pH值等条件调控,可控获得不同形貌、尺寸、分子堆积方式以及不同卟啉含量的共组装体。通过SEM、TEM、AFM等方法对所得共组装体的形貌进行表征。HRTEM、XRD等测试组装体的结晶性。FT-IR、TEM-mapping测试证实了所合成的组装体为两种卟啉共组装的结果。我们采用光刻蚀电极的方法将共组装合成的不同摩尔比卟啉长线构筑单根纳米光电器件,经过I-V及I-t曲线性能测试,发现共组装体中随着SnTPyP含量的增加,组装体的光电响应信号增强,表现出SnTPyP含量依赖的光电响应性。当SnTPyP含量较高时,在相同光波长光照条件下,纳米线的光电流随所加偏压及光功率的增大而增大,器件的开关比达到1.56?10~3,响应时间和衰减时间分别为9 s和5 s,器件随光照的开关性光电流呈周期性变化,且多个周期后,器件稳定性良好。表明所构筑的卟啉共组装单根纳米器件有很好的光电响应性能和稳定性。此外,为验证该共组装方法的通用性及卟啉中心金属离子对光电响应性能的影响,我们将乳化剂辅助离子自组装法拓展到四苯磺酸基铜卟啉(CuTPPS)和SnTPyP共组装的实验中,通过同样的实验方法可控获得不同尺寸的纳米共组装体。目前CuTPPS和SnTPyP共组装成的纳米片在同一摩尔比下,随着溶液pH的增加纳米片的长径比逐渐增大;在同一pH下,随着摩尔比的增大,纳米片尺寸有变大趋势,但其长径比变化不大。用该纳米片制得的单根器件在300 nm波长光照下,循环性和开关性良好,响应时间为6.5 s,衰减时间为15 s。在同一光波长和偏压下,与TPPS和SnTPyP共组装成的纳米线相比,响应的光电流增大约44倍,光响应度提高约3.7倍,开关比为1.26?10~4,多个周期循环后,其开关性和循环性良好。