EC-MOF/Phase-I：一个具备高通量结构与电子性质、可用于计算的电导金属有机框架数据库
材料科学
2025-01-31 v1
摘要
π 堆叠层状金属有机框架（MOF）的出现为设计紧凑型 MOF 基器件开辟了新视野，因为其在永久孔隙率与极高比表面积之外还提供了独特的导电性。利用这些导电（EC）MOF 的模块化特性，可创造出无限数量的材料，用于电池电极、超级电容器和自旋电子学等电子器件中的应用。结构构建单元（包括不同金属节点与有机连接体）的排列组合产生了具有前所未有且未被探索的物理和化学性质的新体系。以为加速材料设计与发现提供平台为最终目标，本文中我们以期通过实验引导的方法，为创建首个全面的 EC-MOF 数据库奠定基础。该数据库的第一阶段被称为 EC-MOF/Phase-I，由 1,061 个块体与单层结构组成，这些结构由实验报道的有机连接体、官能团和金属节点的所有可能组合构建而成。我们构建了高通量筛选（HTS）工作流，以采用周期边界条件的密度泛函理论计算来优化结构并计算其若干最为相关的性质。由于 EC-MOF 领域的研究与开发长期受限于缺乏合适的初始晶体结构，所有几何结构与性质数据均已通过本工作中开发的在线平台向学界公开。该数据库提供了 EC-MOF 全面的物理与化学数据，以及为特定应用筛选合适材料的便利，从而加速基于 EC-MOF 的紧凑器件的设计与发现。
引用
@article{arxiv.2210.17428,
title = {EC-MOF/Phase-I: A computationally ready database of electrically conductive metal-organic frameworks with high-throughput structural and electronic properties},
author = {Zeyu Zhang and Dylan Valente and Yuliang Shi and Dil K. Limbu and Mohammad R. Momeni and Farnaz A. Shakib},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.17428},
year = {2025}
}