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馮新亮院士團隊，一天兩篇頂刊！
來源： 時間：2023-07-14 09:41:13 瀏覽：2613次

1、Nat. Mater.：有效共軛助2DCP-MPcs實現(xiàn)超高電荷遷移率

第一作者：Mingchao Wang;

通訊作者：馮新亮院士、董人豪研究員和Hai I. Wang

通訊單位：德累斯頓工業(yè)大學; 德國馬克斯·普朗克高分子研究所

DOI: 10.1038/s41563-023-01581-6




研究背景

二維共軛聚合物（2DCP）是由多股具有擴展面內π-共軛的線性共軛聚合物組成的新型有機（光電）電子晶體半導體聚合物。它們以2D π-共軛共價有機骨架為代表，通常π-共軛性差，載流子遷移率低。基于此，德累斯頓工業(yè)大學馮新亮院士和董人豪研究員、德國馬克斯·普朗克高分子研究所Hai I. Wang等人報道了兩個基于酞菁的BBL-階梯型晶體2DCP（記為2DCP-MPc，其中M=Cu或Ni），它們具有獨特的能帶傳輸和出色的載流子遷移率。為優(yōu)化2DCP的共軛度，作者通過密度泛函理論（DFT）計算研究了具有代表性的模型化合物的各種共軛鍵，發(fā)現(xiàn)BBL-階梯型結構具有離域的π電子，具有窄的最高已占據(jù)分子軌道（HOMO）-最低未占據(jù)分子軌道（LUMO）間隙。因此，作者在溶劑熱條件下通過對甲苯磺酸（PTSA）調控的八氨基酞菁金屬(II)和萘四羧酸二酐的縮聚反應合成了2DCP-MPcs，其顯示出窄帶隙-1.3 eV。




文章要點

要點1：DFT計算表明，層狀疊層的2DCP-NiPc和2DCP-CuPc具有較強的色散價帶和導帶。

要點2：太赫茲（THz）光譜顯示了Drude-型電荷傳輸行為，室溫散射時間高達76 fs，離域電荷傳輸加上較小的m*產(chǎn)生了極高的電子-空穴和遷移率，高達~970 cm2 V?1 s?1，超過了已有的線性共軛聚合物和2DCP-MPcs。

要點3：該工作強調了有效共軛在增強2DCP的電荷傳輸特性方面的關鍵作用，以及高遷移率2DCP在未來（光電）電子學中的巨大潛力。




圖文展示

圖1.酞菁基2DCPs的設計原理

圖2.酞菁基BBL-階梯型2DCP-MPcs

 

圖3.2DCP-MPcs的能帶圖

圖4.2DCP-MPcs的光吸收光譜和時間分辨太赫茲光譜

圖5.2DCP-MPcs的頻率分辨太赫茲光電性


2、Angew.：首次溶液合成多孔GNR

第一作者：Wenhui Niu；

通訊作者：馮新亮院士，Ji-Ma，麥亦勇教授；

通訊單位：德累斯頓工業(yè)大學，上海交通大學；

DOI: 10.1002/anie.202305737




研究背景

石墨烯納米結構中的納米級孔在改變其幾何、電子和機械性能方面發(fā)揮著關鍵作用。其中，石墨烯納米帶（GNRs）因其獨特的拓撲結構、磁性和熱電傳輸性能，引起了廣泛的關注。研究表明在GNRs結構中加入納米孔是調整其帶隙和電子結構的一種有效方法，但由于缺乏有效的合成策略和適當?shù)那膀岓w設計，具有周期性、明確的納米孔的膨脹多孔GNRs的自下而上溶液合成仍難以實現(xiàn)?；诖?，德累斯頓工業(yè)大學馮新亮院士和Ji Ma、上海交通大學麥亦勇教授等人首次展示了溶液合成的全共軛多孔GNR（pGNR），所得到的pGNR具有直徑為0.6 nm（C-C)的周期性六邊形孔，相鄰孔距為1.7 nm。




文章要點

要點1：作者首次提出合成了含有明確納米孔的全共軛pGNR的解決方案。

要點2：DFT表明，對比無孔GNR，pGNR中的納米孔可以有效地調節(jié)其電子結構和能級分布。

要點3：該研究為多孔GNRs溶液合成奠定了基礎，多孔GNRs具有良好的孔隙，可調的帶隙和液相可加工性，使其在濾波，傳感和熱電器件中具有潛在的集成能力。




圖文展示

圖1.多孔GNRs的合成示意圖

 

圖2.模型化合物1a和1b的合成示意圖

 

圖3.模型化合物1a和1b的結構表征

 

圖4.pGNR的合成路線和DFT模擬

 

圖5.pGNR的光譜表征

圖6.DFT計算

通訊作者簡介

德累斯頓工業(yè)大學馮新亮院士課題組網(wǎng)址：https://www.chm.tu-dresden.de/mc2/index_en.shtml.

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?，F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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