二维共轭金属有机骨架(2Dc-MOF)是一类独特的电子材料。然而，具有可见光-近红外带隙和高载流子迁移率的二维c-MOF很少见。已报道的大多数半导体2D cMOF都是金属的(即无间隙的)，这在很大程度上限制了它们在逻辑器件中的应用。

近日，德累斯顿工业大学冯新亮教授，董人豪，斯德哥尔摩大学Zhehao Huang，IMDEA 纳米科学Enrique Cánovas，Angieszka Kuc通过设计一个具有D2h对称性和四个连接点的平面共轭配体2,3,6,7，11,12,15,16-八羟基菲并[9，10：B]三苯(OHPTP)来应对这一挑战。由这种独特的π扩展配体，进一步制备了一种基于OHPTP的CuO₄连接的2D c-MOF，Cu₂(OHPTP)，这是菱形单晶2D c-MOF的第一个例子。值得注意的是，这些多孔样品(表面积高达741 m² g^-1)可以获得具有棒状形貌的单晶，其长度在μm范围内，宽度为数百纳米。

文章要点

1）研究人员用连续旋转电子衍射(CRED)在原子水平上解析了Cu₂(OHPTP)的菱形晶体结构，提供了滑移的AA层堆积序列。密度泛函理论(DFT)对Cu₂(OHPTP)电子结构的计算表明，Cu₂(OHPTP)的能带弥散优先于平面外方向，导致该样品为半导体，间接禁带宽度约为0.50 eV。

2）这种Cu₂(OHPTP) 2D c-MOF在室温下用四探针法显示出相对较高的电导率为0.10 S cm^-1，这进一步通过太赫兹时域光谱(THz-TDS)在交流极限下得到了验证。值得注意的是，THz谱显示，在常温下，载流子迁移率高达~10.0 cm² V^-1s^-1，密度约为5×10¹⁶ cm^-3。获得的迁移率主要受到晶界散射的限制(即在较大的晶体中，晶界散射将显著增加到数百cm²V^-1s^-1)。这些电荷输运数据，如电导率和迁移率，与已报道的半喹基二维c-mof相比要好得多。

参考文献

Lukas Sporrer, et al, Near IR bandgap semiconducting 2D conjugated metal-organic framework with rhombic lattice and high mobility, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300186

DOI：10.1002/anie.202300186

https://doi.org/10.1002/anie.202300186