通过结构导向剂控制无机结构和维度是新材料合成中一种通用的方法,这一方法已广泛应用于金属有机框架化合物(MOFs)和配位聚合物。理论上,这种策略也可扩展到金属有机硫属化合物(MOCs)体系中。但是通常通过结构导向剂制备的MOCs不含固体无机“核”,这就需要电荷通过单原子链或有机官能团传递,极大地限制了这些材料的电学性质。实现高导电性MOC的关键问题之一在于:如何保持驱动无机反应的共价作用力和配体之间的非共价相互作用力之间的平衡。
有鉴于此,美国斯坦福大学 Nicholas A. Melosh 研究组利用一种强相互作用的金刚烷结构导向剂,控制各种作用力的平衡,指导杂化金属有机硫化物纳米线的普适性制备。这种纳米线的内核为无机材料,内核截面仅三个原子,代表了无机纳米线可能实现的最小尺寸。相关研究成果Hybrid metal–organic chalcogenide nanowires with electrically conductive inorganic core through diamondoid-directed assembly于12月26日在线发表在《自然·材料》期刊上(Nature Materials, 2016, DOI:10.1038/nmat4823)。
金刚烷之间的强范德华力克服了位阻排斥,在生长活性位形成cis配置结构,确保前驱体从正面还原生长,使纳米线不断变长。这种纳米线具有类似能带的电学特性,有效载流子聚集率低,空穴掺杂可实现三个数量级的导电系数调变。
带有无机内核金属有机硫属化合物的制备和结构表征,图来源:Nature Materials
(摘编自纳米人)
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