共价有机框架材料(COFs)具有高效的电荷传输和优异的化学稳定性，是光电器件和能源相关应用的重要半导体材料。然而，用合成化学获得这些材料的限制以及缺乏对载流子迁移率机理的理解极大地阻碍了它们的实际应用。有鉴于此，美国劳伦斯伯克利国家实验室的Jian Zhang等报道了三种化学稳定的聚芳醚基金属酞菁COFs (PAE-PcM, M = Cu, Ni和Co)的合成，并在溶剂热条件下在各种基片(SiO₂/Si, ITO和石英)上原位生长它们的薄膜。

本文要点：

（1）研究表明，具有范德华层状结构的PAE-PcM COFs薄膜具有p型半导体性能，本征迁移率可达~19.4 cm² V^-1 S^-1；碘掺杂后PAE-PcCu薄膜的电导率为0.2 S m^-1，提高了4个数量级。

（2）理论计算表明，框架内的载流子输运具有各向异性，其中沿柱状堆叠酞菁的平面外空穴输运更有利。此外，PAE-PcCo的氧化还原行为对其电容性能的贡献最大，达到了约88.5%，其比表面积归一化电容达到了约19 μF cm^-2。

（3）这项工作不仅为理解基于聚芳醚基二维碳氟化合物的电子性质提供了基础认识，而且为它们的实际相关应用铺平了道路。

Chongqing Yang, Kaiyue Jiang, Qi Zheng, et al. Chemically Stable Polyarylether-Based Metallophthalocyanine Frameworks with High Carrier Mobilities for Capacitive Energy Storage. J Am Chem Soc 2021.

DOI: 10.1021/jacs.1c08265

https://doi.org/10.1021/jacs.1c08265