具有高载流子迁移率和可调带隙的二维材料因其在纳米电子学中的潜在用途而吸引了广泛的研究。二维π共轭聚合物构成了一个有前途的子类，可以通过改变分子构件来控制能带结构，同时保留诸如狄拉克锥和高电荷迁移率等关键特征。迄今为止，在探索的合成中，二维π-共轭聚合物（2DCPs）应用的主要障碍是小尺寸和高缺陷密度。近日，加拿大湖首大学M. C. Gallagher, 加拿大国家科学研究所F. Rosei, 麦吉尔大学D. F. Perepichka和意大利CNR的G. Contini等人展示了在Au（111）上制备出具有半导体性能，狄拉克锥结构和平坦带的中尺度有序π-共轭二维聚合物kagome晶格。
本文要点：
1）通过预热Au（111）表面上沉积的刚性氮杂三氮烯前体的Ullmann偶联，制备了中尺度有序的2D CP，域尺寸大于100×100nm2。该方法有利于分子扩散并消除网络中的空隙。
2）氮杂三氮烯前体在kagome晶格中聚合，这固有地导致狄拉克锥和平坦带的存在。通过选择中心原子和桥接基团，可以将2DCP能带结构调整为Dirac半金属或半导体，而不会影响网络形态。
3）研究者使用了D3h对称的三溴三氧杂氮杂三氮烯（TBTANG）和三溴三氧杂氮杂三氮杂烯（TBTANGO），根据DFT计算，它们预计将分别形成带隙为1.8和2.4 eV的半导体2DCPs。两种前体都是三苯胺的衍生物，三苯胺是光电子器件中使用的一种众所周知的空穴传输材料。氧桥（用于TBTANG）或羰基（用于TBTANGO）确保平面几何形状，从而改善π共轭，并分别通过给电子或吸电子效应调节电子性质。
这些结果为二维π共轭聚合物狄拉克锥材料的合成及其将其集成到器件中提供了机会。
Synthesis of mesoscale ordered two-dimensional π-conjugated polymers with semiconducting properties, Nature Materials, 2020.
DOI: 10.1038/s41563-020-0682-z
https://www.nature.com/articles/s41563-020-0682-z
