二维共轭金属有机框架(2D c-MOF)已成为一类新型结晶层状导电材料,在电子和自旋电子学领域的应用具有广阔的前景。然而,目前的2D c-MOFs主要由有机平面配体制成,而由弯曲或扭曲配体构建的具有新颖轨道结构和电子态的层状2D c-MOFs仍然不够开发。
在此,德累斯顿工业大学Zhiyong Wang,斯德哥尔摩大学Zhehao Huang,剑桥大学Henning Sirringhaus报道了一种基于氟化核心扭曲扭曲六羟基六苯并六苯并酮(HFcHBC)配体的铜儿茶酚盐波状2D c-MOF(Cu3(HFcHBC)2)。
文章要点
1)研究表明,所得薄膜由长度可达 ∼4 μm 的棒状单晶组成。通过高分辨率透射电子显微镜 (HRTEM) 和连续旋转电子衍射 (cRED) 解析晶体结构,表明具有 AA 重叠堆叠的波状蜂窝晶格。
2)研究人员根据理论计算,预测Cu3(HFcHBC)2 具有金属性,而具有大量晶界的晶体薄膜样品在宏观尺度上明显表现出半导体行为,具有明显的热激活导电性。对孤立单晶器件的温度依赖性电导率测量确实证明了 Cu3(HFcHBC)2 的金属性质,具有非常弱的热激活传输行为和 5.2 S cm−1 的室温电导率。
3)此外,2D c-MOF 可用作潜在的储能电极材料,在 5 M LiCl 水溶液中表现出良好的容量(163.3 F g−1 )和优异的循环性能。研究工作表明,使用扭曲配体的波状 2D c-MOF 能够进行固有的金属传输,标志着用于电子和能源应用的新型导电 MOF 的出现。
参考文献
Jianjun Zhang, et al, Wavy Two-Dimensional Conjugated Metal−Organic Framework with Metallic Charge Transport, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c07682
https://doi.org/10.1021/jacs.3c07682