化学的に安定したポリアリルエーテル基メタロフタロシアニンフレームワーク
Chongqing Yang1, Kaiyue Jiang2, Qi Zheng3
1The Molecular Foundry, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, United States.
Journal of the American Chemical Society
|October 7, 2021
まとめ
化学的に安定したポリアリルエーテルベースのメタロフタロシアニン共性有機フレームワーク (COF) が合成され,薄膜に形成された. これらの材料はp型半導体特性を持ち,エネルギー貯蔵の応用の可能性を示しています.
科学分野:
- 材料科学
- 有機化学
- 固体物理学
背景:
- 配合性有機フレームワーク (COF) は,電荷輸送と安定性のために光電子とエネルギーアプリケーションのための有望な半導体材料です.
- 合成方法の限界とCOFのキャリアモビリティの理解は,その実用的な使用を妨げています.
- ポリアリルエーテルベースのメタロフタロシアニンCOF (PAE-PcM) は,性能を向上させる可能性のある新しい材料のクラスを提供します.
研究 の 目的:
- 安定したポリアリルエーテルベースのメタロファロシアンCOF (PAE-PcM) とその薄膜を合成する.
- これらのCOF薄膜の半導体特性とキャリアモビリティを調査する.
- エネルギー貯蔵などのエネルギー関連アプリケーションにおけるこれらの材料の潜在能力を探求する.
主な方法:
- 溶熱条件による3つのPAE-PcM COF (M = Cu,Ni,Co) の合成
- 様々な基板 (SiO2/Si, ITO,クォーツ) にインシット薄膜の成長
- 伝導電源の移動性と伝導性を含む電子特性の特徴
- キャリア輸送機構を理解するための密度関数理論 (DFT) の計算.
- 電容性能を評価するための電気化学的特徴.
主要な成果:
- PAE-PcM COF薄膜は,p型半導体特性を持ち,その内在的な流動性は19.4cm2V−1s−1までである.
- ヨウ素ドーピングは,PAE-PcCuフィルムの伝導性を4桁の大きさ (0. 2 S m−1) で著しく増加させた.
- DFTの計算は,外平面の穴の輸送を好むアニソトロピックキャリア輸送を明らかにした.
- PAE-PcCoは,そのリドックス行動に起因する優れた容量性能 (~19 μF cm−2) を実証した.
結論:
- この研究では,有望な電子特性を持つ新しいポリアリルエーテルベースの2DCOFを成功裏に合成し,特徴づけました.
- これらの発見は,これらのCOFの電子的行動とアニゾトロプ的電荷輸送に関する根本的な洞察を提供します.
- 開発されたCOFは,先進的な光電子装置とエネルギー貯蔵アプリケーションのための大きな可能性を秘めています.
