Получен металлорганический координационный полимер с полупроводниковыми свойствами и высокими значениями фотопроводимости.
Получение нового металлорганического координационного полимера (англ. Metal-Organic Framework ,MOF), который демонстрирует электрические свойства полупроводника с рекордно высокой фоточувствительностью, поможет получить больше материалов для электроники, благодаря исследовательскому сотрудничеству с участием Университета Уорика.
Metal-Organic Framework, или металлорганические координационные полимеры, представляют собой соединения, состоящие из ионов металлов или кластеров, соединённых между собой жесткими органическими молекулами, таким образом, чтобы формировались одно-, двух- или трехмерные структуры, которые одновременно должны быть пористыми [1].
Исследования, опубликованные в Nature Communications, показывают, как высокие значения фотопроводимости и полупроводниковые свойства могут быть получены в MOF, которые уже имеют огромный потенциал для их применения в газохранилищах, датчиках и катализе.
Новая работа, проведенная университетами в Бразилии, Соединенном Королевстве и Франции, включая исследователей из Уорвика, показала, что новый MOF имеет фоточувствительность 2,5 × 105 A/W, что является самым высоким показателем из полученных.
MOF был получен с использованием ионов кобальта (II) и нафталиндиимидов и кислоты в качестве лигандов. Структура демонстрирует анизотропную окислительно-восстановительную проводимость в соответствии с направлениями кристаллической решетки. Механизм проводимости чувствителен к свету и может быть модифицирован или модулирован в соответствии с падающей длиной волны.
Фотоактивные и полупроводниковые MOF являются редкими, но имеющими огромный потенциал для применения в электрических и фотоэлектрических устройствах.
Эти результаты являются первыми такого рода в отношении MOF и являются отправной точкой для возможности обнаружения еще более функциональных материалов, демонстрируя свойства, пригодные для практического применения. Использование в электронных компонентах и устройствах фотопреобразования, таких как солнечные элементы и фотокатализаторы, представляет собой очень интересное будущее для таких материалов.
Профессор Ричард Уолтон с химического факультета Уорвика прокомментировал:
«Материал, который мы обнаружили, открывает путь для новых применений семейства материалов MOF во многих областях - от технологии до преобразования энергии. Мы иллюстрируем, как MOF, объединяющие органические и неорганические компоненты, могут создавать уникальные функциональные материалы из легко доступных химических веществ.
Наша работа была подкреплена сотрудничеством Warwick с бразильскими университетами и нашим уникальным оборудованием для анализа материалов».
Исследование проводилось в рамках международного сотрудничества между Университетом Уорвика (Великобритания), Университетом Сан-Паулу (Бразилия), Институтом передовых технологий Университета Суррея (Великобритания) и Университетом Гренобля-Альпа (Франция).
Источники:
1. http://www.iopc.ru/base/File/Miluikov/MOF.pdf
2. https://warwick.ac.uk/newsandevents/pressreleases/more_electronic_materials/