金屬有機(jī)骨架（MOFs） 電子設(shè)備：其特性可以設(shè)計(jì)

二十多年前，有機(jī)聚合物進(jìn)入了電子世界，導(dǎo)致了半導(dǎo)體有機(jī)材料的出現(xiàn)，如RFID（射頻識(shí)別）標(biāo)簽或柔性太陽(yáng)能電池等應(yīng)用。

現(xiàn)在，由巴西圣保羅大學(xué)的Evandro Castaldelli領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組與幾位英國(guó)和法國(guó)的研究人員合作，確定了另一類(lèi)化合物，更為奇特的金屬有機(jī)骨架（MOFs） 電子設(shè)備。

MOFs是具有微孔結(jié)構(gòu)的結(jié)晶有機(jī)--無(wú)機(jī)雜化物。由于它們的表面積大，可作為存儲(chǔ)氣體或作為催化劑的合適材料，他們已經(jīng)引起了科學(xué)界的關(guān)注。Castaldelli剛剛將其研究成果發(fā)表在“自然通訊”上。

但是另一個(gè)特點(diǎn)使得這些材料獨(dú)一無(wú)二：他們的特性可以設(shè)計(jì)。

“他們繼承了各種化合物的特性。例如，您可以通過(guò)選擇磁性金屬中心和熒光配體來(lái)獲得具有磁性的框架，“Castaldelli解釋說(shuō)?！拔覀冄芯苛巳绾螌⑦@些材料用于任何類(lèi)型的電子器件，例如可以使用具有MOF性能的半導(dǎo)體太陽(yáng)能電池或晶體管，我們發(fā)現(xiàn)這些材料可以改變游戲規(guī)則。

為了找到可能產(chǎn)生半導(dǎo)體特性的材料，研究人員研究了現(xiàn)有電子器件中使用的現(xiàn)有有機(jī)材料，并確定了哪些材料導(dǎo)致了半導(dǎo)體特性。英國(guó)薩里大學(xué)的Imalka Jayawardena說(shuō)：“我們將這些材料與合適的無(wú)機(jī)離子結(jié)合在一起，獲得了具有合適電子性能的MOFs。

他們的研究集中在鈷和萘二酰亞胺金屬有機(jī)框架上。除了是一個(gè)優(yōu)秀的半導(dǎo)體，它還對(duì)光線(xiàn)有特殊的反應(yīng)，這是他們?cè)谘芯恐性敿?xì)探討的一個(gè)方面。

Castaldelli說(shuō)：“我們感興趣的不是一種新器件，而是一種經(jīng)典的光電傳感器，我們可以將MOF的特性與電子特性結(jié)合起來(lái)。

該器件還將直接與硅鎵砷太陽(yáng)能電池和光電探測(cè)器競(jìng)爭(zhēng)。Jayawardena預(yù)測(cè)：“砷化鎵價(jià)格非常昂貴，我們的設(shè)備價(jià)格便宜。

這些材料性能的調(diào)整可能會(huì)產(chǎn)生很多有趣的應(yīng)用，如氣體傳感器。Jayawardena說(shuō)：“我們可以將這些材料的高孔隙度與氣體檢測(cè)的半導(dǎo)體特性結(jié)合起來(lái)。

MOF材料的其他優(yōu)點(diǎn)之一是它們可以通過(guò)印刷技術(shù)容易地在基材上形成。“原則上，您可以應(yīng)用任何常規(guī)使用的半導(dǎo)體潔凈室應(yīng)用; 也可以控制材料生長(zhǎng)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)，“Jayawardena補(bǔ)充道。