導(dǎo)電金屬有機框架材料（C-MOF）是一種集多孔與半導(dǎo)體特性于一體的新型半導(dǎo)體材料。利用C-MOF構(gòu)筑電學(xué)器件，不僅可通過豐富的晶態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計和精確的能帶調(diào)控讓我們可以從分子水平去理解、設(shè)計和優(yōu)化材料的半導(dǎo)體特性，從而優(yōu)化器件性能，還可以把MOF材料的多孔特性賦予器件，實現(xiàn)更廣泛的功能。然而，傳統(tǒng)制備MOF薄膜的方法制備的薄膜在薄膜致密度、粗糙度等方面無法滿足高質(zhì)量電學(xué)器件的制備要求。我們巧妙地利用界面限域效應(yīng)，在液-氣界面處自組裝獲得致密連續(xù)、平均粗糙度僅為1 nm的高質(zhì)量C-MOF薄膜，制備出首個MOF場效應(yīng)晶體管器件。器件的電學(xué)測試結(jié)果表明，高質(zhì)量C-MOF薄膜與介電層間的界面缺陷濃度僅為8.2×1012 cm-2。器件空穴遷移率高達48.6 cm2 V-1·s-1，這一數(shù)值高于絕大多數(shù)基于溶液法制備的有機或無機FET器件的場效應(yīng)遷移率。該器件的成功研制為MOF材料在電學(xué)器件方面的研究開拓了新方向，同時為傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件提供了新材料和新功能，也為深入研究MOF電學(xué)性能提供了有效的新工具。
There are two elements of novelty in this article. First, it was the first report of the growth of a MOF film continuous and uniform enough for contemplation of a field effect charge transport measurement. The second is the actual measurement, which results in a reported hole mobility of about 15 cm2/Vs -- a very high mobility for an organic material.
廣東工業(yè)大學(xué)
Guangdong University of Technology
中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences
Porous Field-Effect Transistors Based on a Semiconductive Metal-Organic Framework
2017,?Vol.?139,?No.?4,?1360-1363
https://doi.org/10.1021/jacs.6b08511
