第一作者:Renhao Dong, Peng Han
通訊作者:Xinliang Feng, Enrique Cánovas
通訊單位:德累斯頓工業大學(德國)、馬普高分子研究所(德國)
研究亮點:
1. 發展了一種室溫遷移率達到~220cm2V–1 s–1的半導體化二維MOFs。
2. 利用高頻兆赫光傳導和霍爾效應測試研究了半導體化二維MOFs的電荷傳遞行為。
自從2012年首次報道了一種π共軛的導電二維MOFs以來,MOF在催化、分離之外,開辟了一個新領土:光電器件。然而,MOF導電機理至今也不甚了了。長期以來,厘清MOF中電荷傳遞機理,提高電荷遷移率,成為了MOF研究的重點議題。
有鑒于此,德國德累斯頓工業大學馮新亮和馬普高分子研究所Enrique Cánovas團隊合作,發展了一種室溫遷移率達到~220 cm2V–1 s–1的二維半導體化MOF,這是目前所報道的MOF中最高的室溫遷移率。
圖1. Fe3(THT)2(NH4)3二維MOFs的形貌和結構
研究團隊利用一種全光學的、無接觸的時間分辨太赫茲頻譜(TRTS)技術,研究了新型π共軛半導體化二維MOFs【Fe3(THT)2(NH4)3】薄膜的電荷傳遞。Drude型復雜光導性表明,這種半導體化二維MOFs表現出類似能帶的電荷載流子遷移行為。考慮到遷移率受限于雜質散射,溫度-導電相關性表明,該材料遷移率可以達到更高。
總之,這項工作表明高遷移率半導體化MOFs在薄膜光電器件領域大有可為!
圖2. 室溫光導性
圖3. 溫度決定的光導性
參考文獻:
Renhao Dong, Peng Han, Xinliang Feng,Enrique Cánovas et al. High-mobility band-like charge transport in a semiconductingtwo-dimensional metal–organic framework. Nature Materials 2018.
https://www.nature.com/articles/s41563-018-0189-z