层状共价有机框架中由位移不稳定性引起的带隙打开$^*$
材料科学
2022-10-11 v2
摘要
共价有机框架（COFs）具有高度的化学与结构灵活性。存在大量由二维片层堆叠形成扩展晶体的COFs家族。虽然通常将堆叠表示为具有一个重复层（“AA”）的重叠式，但越来越多的证据表明可获取更多样的堆叠序列。在此，我们报告了对两种原型COFs（Tp-Azo和DAAQ-TFP）中层间堆叠的计算研究，它们在锂离子电池电极中表现出高性能。我们发现在势能最低处存在显著的滑移结构偏好，层间水平偏移在1.7 \r{A}到3.5 \r{A}之间，形成低能环。相关的对称性破缺导致底层电子结构的显著变化。由于底层价带和导带色散的改变（可由轨道重叠变化解释），发现了0.8–1.4 eV的带隙打开。讨论了其对能源应用COF筛选与选择的意义。
引用
@article{arxiv.2204.13958,
title = {Band gap opening from displacive instabilities in layered covalent-organic frameworks $^\dag$},
author = {Ju Huang and Matthias J. Golomb and Seán R. Kavanagh and Kasper Tolborg and Alex M. Ganose and Aron Walsh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.13958},
year = {2022}
}