新加坡国立大学江东林Chem:二维电子导电性共价有机COF
纳米技术 纳米 2021-09-20

大多数有机/聚合物半导体都是p型半导体材料,同时其对映的n型半导体的载流子迁移率较低、同时n型半导体材料较为缺乏,因此发展高迁移率的n型有机/聚合物半导体具有非常高的挑战。

有鉴于此,新加坡国立大学江东林等报道通过拓扑导向聚合方法,通过经典的p型结与n型异靛蓝(isoindigo)连接分子之间合成了非共轭结构的四方相、六方相组成的二维聚合物网络结构。得到的二维聚合物呈平面构象,形成平坦的能带,这种材料中电子能够沿着非共轭聚合物的骨架结构进行移动。面面堆叠形式降低重组能,提高π电子间的耦合,因此实现了垂直于有机聚合物层的层间电子传导,实现了一种未曾预料的高性能导电材料。

本文要点:

(1)

作者将合成的n型有机半导体材料构建器件,器件的电子迁移率达到8.2 cm2 V-1 s-1,时间和频率分辨太赫兹光谱表征发现迁移率达到13.3 cm2 V-1 s-1

(2)

本文研究通过缺电子结构的异靛蓝(isoindigo)原位形成面-面堆叠结构,能够实现宏观和微观结构进行整体上的调控,包括组成、拓扑结构、导电路径、晶格等参数。因此本文为发展高迁移率n型有机/聚合物半导体材料提供经验。

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参考文献

Enquan Jin et al. Exceptional electron conduction in two-dimensional covalent organic frameworks, Chem 2021,

DOI: 10.1016/j.chempr.2021.08.015

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2451929421004241


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