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JACS：分子碘掺杂COF大幅度提升导电性

纳米技术
2020-12-18


二维共轭共价有机框架化合物材料（2D c-COF）作为一种独特结构半导体二维共轭聚合物在光电化学、能源储存中有应用前景。掺杂是一种常用、可靠的调控载流子传输性能的方法，但是对COF材料掺杂的机理仍然缺少比较深入的理解。有鉴于此，德累斯顿工业大学冯新亮、董人豪，马克斯·普朗克聚合物研究所Enrique Cánovas等报道了在基于金属-酞菁结构的吡嗪连接2D c-COF材料中通过分子I2进行掺杂，得到的ZnPc-pz-I2在保持结构的同时，导电性提高了3个数量级，这是因为载流子浓度显著提高结果。

本文要点：

（1）

测试结果发现，ZnPc-pz-I2材料中的载流子迁移率达到~22 cm2 V-1 s-1，该数值是目前2D c-COF材料中的记录。这种通过掺杂效应实现的优秀载流子传输能力由于自由载流子散射时间增加，通过掺杂避免了迁移率受到的限制。

（2）

该工作展示了在COF材料中如何通过修饰改善性能，尤其对2D c-COF材料在新型光电器件中作为高导电性材料的应用前景。

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参考文献

Mingchao Wang, Mao Wang, Hung-Hsuan Lin, Marco Ballabio, Haixia Zhong, Mischa Bonn, Shengqiang Zhou, Thomas Heine, Enrique Cánovas*, Renhao Dong*, and Xinliang Feng*, High-Mobility Semiconducting Two-Dimensional Conjugated Covalent Organic Frameworks with p-Type Doping, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c10482

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c10482




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