《自然·材料》：具有极高室温迁移率的二维MOF半导体材料
更新日期：2018-10-22
第一作者：Renhao Dong, Peng Han
通讯作者：Xinliang Feng, Enrique Cánovas
通讯单位：德累斯顿工业大学（德国）、马普高分子研究所（德国）
研究亮点：
1. 发展了一种室温迁移率达到~220 cm2V–1 s–1的半导体化二维MOFs。
2. 利用高频兆赫光传导和霍尔效应测试研究了半导体化二维MOFs的电荷传递行为。
自从2012年首次报道了一种π共轭的导电二维MOFs（金属有机框架）以来，MOFs在催化、分离之外，开辟了一个新领土：光电器件。然而，MOFs导电机理至今也不甚了了。长期以来，厘清MOF中电荷传递机理，提高电荷迁移率，成为了MOF研究的重点议题。
有鉴于此，德国德累斯顿工业大学冯新亮和马普高分子研究所Enrique Cánovas团队合作，发展了一种室温迁移率达到~220 cm2V–1 s–1的二维半导体化MOF。作者表示，这是目前所报道的MOFs中最高的室温迁移率。该研究成果以“High-mobility band-like charge transport in a semiconductingtwo-dimensional metal–organic framework”为题于10月15日在线发表在《自然·材料》期刊上（Nature Materials, 2018, DOI: 10.1038/s41563-018-0189-z）。
图1. Fe3(THT)2(NH4)3二维MOFs的形貌和结构，图来源：Nature Materials
该研究团队利用一种全光学的、无接触的时间分辨太赫兹频谱（TRTS）技术，研究了新型π共轭半导体化二维MOFs【Fe3(THT)2(NH4)3】薄膜的电荷传递。Drude型复杂光导性表明，这种半导体化二维MOFs表现出类似能带的电荷载流子迁移行为。考虑到迁移率受限于杂质散射，温度-导电相关性表明，该材料迁移率可以达到更高。
总之，这项工作表明高迁移率半导体化MOFs在薄膜光电器件领域大有可为。
图2. Fe3(THT)2(NH4)3的室温光导性，图来源：Nature Materials
此前，冯新亮带领的研究团队合成了一种基于全硫醇化六苯丙苯（PTC）和Fe金属中心的共轭二维MOF半导体材料（PTC-Fe）。相关成果7月6日发表在《自然·通讯》期刊上（DOI: 10.1038/s41467-018-05141-4）。（详见http://www.cailiaoniu.com/146660.html）
（摘自 纳米人公众号）