三次元金属有機フレームワークの電気伝導性を記録するための調整可能な混合バレンスのドーピング
Lilia S Xie1, Lei Sun1, Ruomeng Wan1
1Department of Chemistry , Massachusetts Institute of Technology , 77 Massachusetts Avenue , Cambridge , Massachusetts 02139 , United States.
Journal of the American Chemical Society
|May 30, 2018
まとめ
研究者は鉄四塩酸MOFを部分的に酸化することで,高伝導性金属有機フレームワーク (MOF) を作成した. この新しい材料は,1S/cmを超える調節可能な伝導性を示し,3D接続されたMOFで記録された最高値です.
科学分野:
- 材料科学
- 固体化学
- ナノテクノロジー
背景:
- メタル・オーガニック・フレームワーク (MOF) は多孔性の結晶材料で,様々な用途があります.
- MOFで高い電気伝導性を達成することは依然として大きな課題です.
- MOFの電子特性を調節することは,高度な電子機器にとって極めて重要です.
研究 の 目的:
- ミックスバレンスの鉄テトラゾラート金属有機フレームワーク (MOF) の開発
- 合成されたMOFの電気伝導性とその調節性を調査する.
- 導電性を制御する電子メカニズムを理解する.
主な方法:
- 周囲の空気を使って鉄テトラゾラートMOFの部分的酸化.
- 単一結晶の伝導性は,温度範囲で測定されます.
- 活性化エネルギーを決定するための可変温度伝導性分析.
- 電子トランジションを検知するための電子スペクトロスコーピー (UV-Vis-NIR).
- 電子バンド構造の計算
主要な成果:
- 混合バレンスの鉄テトラゾラートMOFが成功して合成されました.
- 単一結晶の伝導性は5桁の大きさで調節可能で,1S/cmを超える.
- この材料は3D接続されたMOFで報告された最高伝導性を示した.
- 160 meVの低い活性化エネルギーは観察されました.
- Fe2+ と Fe3+ センター間の間隔電荷移転の証拠が発見され,光譜と計算によって支持されました.
結論:
- 部分的酸化と金属ベースの混合バレンスの誘導は,MOFの高伝導性のための効果的な戦略です.
- 合成されたMOFは,電子機器での応用に重要な可能性を示しています.
- 導電性のシステマティックなチューニングは,制御された混合バレンティによって達成可能である.
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