通过结构修饰控制金属-有机框架中空间电荷输运的策略
材料科学
2020-12-01 v1
摘要
近年来,金属-有机框架(MOFs)中的电荷输运已成为科学研究的焦点。在此背景下,由 π 堆叠共轭连接体产生的具有高效空间电荷输运路径的体系尤为引人关注。在本稿件中,我们基于密度泛函理论模拟,对这类 MOFs 进行了详细理解,其当前案例源自原型体系 Zn2(TTFTB)。我们特别表明,相邻连接体的相对排布以及各构筑基元的构象细节对带宽和电荷转移有深远影响。考虑到单个四硫富瓦烯(TTF)分子围绕螺旋轴螺旋堆叠是 Zn2(TTFTB)衍生材料中的主导对称要素,此处主要关注相邻分子相对旋转的影响。不出所料,改变螺旋中的堆叠距离也起着明显作用,尤其对于初始即显示大电子耦合的结构。所呈现的结果为获得具有改进电子耦合的结构提供了指导。然而,也表明结构缺陷(尤其是缺失连接体)对所研究的、本质上为一维的体系中的电荷输运构成主要障碍。这表明,尤其样品质量是确保在含堆叠 π 体系的 MOFs 中实现高效空间电荷输运的决定性因素。
引用
@article{arxiv.2011.06354,
title = {Strategies for controlling through-space charge transport in metal-organic frameworks via structural modifications},
author = {Christian Winkler and Egbert Zojer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.06354},
year = {2020}
}