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手性异构掺杂的超分子配位网络用于高性能光电子学

DOI:10.1021/acsami.9b04653 期刊:ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份:2019 更新时间:2025-11-19 16:56:35
摘要: 手性自分类在构建新型复杂结构及确定多组分混合物中手性依赖特性方面具有巨大潜力。然而实现高保真手性自识别仍极具挑战性。此外,由于导电性低且难以开发快速简便的规?;铣煞椒?,配位聚合物或金属有机框架(CPs/MOFs)在微纳光电子学领域的研究仍较为匮乏。本研究通过萘二酰亚胺对映体与碘化镉的溶剂热反应合成了异手性超分子配位网络(SCNs),利用手性作为调控参数控制形貌。值得注意的是,异手性微/纳米晶体展现出光致变色和光电探测性能。我们进一步开发了简便高效的肼掺杂方法来提升微/纳米晶体的导电性和光响应性。实验与理论研究表明:配体单占据分子轨道(SOMO)能级中的自由基提供载流子,可在π-π堆叠配体间进行"跨空间"传输;吸附肼向SCNs的电子转移导致能隙减小,从而增强导电性。该研究为采用氧化还原配体构建适用于微纳光电子应用的配位网络提供了简洁而高效的策略。
作者: Xiaobo Shang,Inho Song,Jeong Hyeon Lee,Wanuk Choi,Hiroyoshi Ohtsu,Gwan Yeong Jung,Jaeyong Ahn,Myeonggeun Han,Jin Young Koo,Masaki Kawano,Sang Kyu Kwak,Joon Hak Oh
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研究异手性超分子配位网络(SCNs)的合成与性能,聚焦于手性自识别、光致变色行为,以及通过掺杂增强导电性和光响应性,以开发高性能光电子材料。

异手性AlaNDI-Cd自组装纳米晶体具有热力学稳定性,其薄层形貌适合光电器件应用。该材料因自由基生成而展现出光致变色和光开关特性。肼掺杂显著提升导电性(增强2500倍)与光响应度(R=41.8 A W?1,EQE=1.4×10?%),这归因于能隙减小及"空间穿越"电荷传输机制。该方法为微纳光电子应用中共轭聚合物/金属有机框架材料的性能优化提供了简易途径。

肼掺杂带来的导电性增强具有可逆性,在环境条件下会减弱,因此需要受控环境来维持稳定性。该研究聚焦于含萘二酰亚胺配体的特定超分子共轭网络材料,若要实现实际应用的可扩展性可能还需进一步优化。本研究主要针对微/纳光电子学领域,若要推广至其他共轭聚合物/金属有机框架材料可能需要额外验证。

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