金屬有機框架化合物將會挑戰傳統半導體

　　二十多年前，有機聚合物進入電子世界，并產生了能夠用于射頻識別（RFID）標記或有機太陽電池有機半導體材料。現在，巴西圣保羅大學的研究組與英國、法國的研究人員合作，確定了另一類化學化合物，更奇特的金屬有機框架（MOF），有望用于電子器件。

　　MOF是具有多孔結構的有機-無機異質晶體。該研究的論文剛剛發表在自然通訊上。論文的第一作者 Castaldelli稱，由于具有超大的表面積，該材料適用于氣體存儲或催化劑，受到科研人員的極大關注。但另一個原因讓該材料更獨特：有可能實現材料性質設計。“該材料繼承了各種組分結構化合物的性質，例如，你通過選擇磁性金屬中間體和熒光配體可得到一個磁性MOF。” Castaldelli解釋說。“我們研究了這種材料如何用于各種電子器件中，例如太陽電池可以使用具有半導體性質的MOF。同時我們發現，這類材料有可能改變游戲規則。”為了尋找半導體性質的MOF材料，研究人員研究了當前用于電子器件的有機材料，并確定哪些材料可能帶來半導體性質。“我們利用合適的無機離子合成了這種材料，所得到的MOF材料具有合適的電子性質。”英國薩里大學Imalka Jayawardena稱。

　　他們的研究聚焦鈷元素和環烷二酰亞胺組成的金屬有機框架。除了是一種優秀的半導體，該材料還對光線有特殊的反應，這也是研究人員將詳細研究探索的一個方面。“吸引我們的不是一個新器件，而是一個經典的光傳感器。在經典光傳感器中，我們可以將MOF屬性與電子屬性結合在一起。”Castaldelli說。該器件可直接與硅砷化鎵太陽電池及光電探測器競爭。“砷化鎵很貴，而我們的器件將會很便宜。”Jayawardena 預測。這種材料的性能調諧性可能會帶來其他有趣的應用，比如氣體傳感器。“我們可以將這類材料的高孔隙度和半導體性質結合起來用于氣體傳感器。”Jayawardena說。該材料的另一個優勢是可以較容易在一定襯底上采用印刷工藝制備而成。“理論上，你可以在潔凈室內使用任何傳統的半導體；在材料的生長過程中你可以控制結構和化學過程。”Jayawardena說。