德累斯顿工业大学冯新亮教授团队一天两篇 Nat. Mater./Angew 最新研究进展

  Nat. Mater.: 2DCP-MPcs实现超高电荷迁移率

由 德国德累斯顿工业大学冯新亮教授合作团队 共同合作完成。 该工作报道了两种半导体酞菁基聚（苯并咪唑苯并菲咯啉）BBL-梯型二维共轭聚合物2DCP（2DCP-MPC，其中M=Cu或Ni），它们具有独特的能带传输和优异的载流子迁移率。

二维共轭聚合物Two-dimensional conjugated polymers（ 2DCPs ）是一种新兴的用于有机（光）电子学的结晶半导体聚合物，由多股具有可扩展面内π共轭的线性共轭聚合物组成。 这些二维共轭聚合物，主要是由二维π-共轭共价有机骨架表示，其通常具有较低π-共轭，并因此具有较低的电荷载流子迁移率。

图1.  酞菁基二维共轭聚合物2DCPs的设计原理

图2. 酞菁基BBL-阶梯形2DCP-MPcs

为优化2DCPs的共轭度，作者通过理论计算研究了具有代表性的模型化合物的各种共轭键，发现BBL-阶梯型结构具有离域π-电子和窄的最高已占据分子轨道（HOMO）-最低未占据分子轨道（LUMO）间隙。

图3. 2DCP-MPcs的能带图

在溶剂热条件下，作者通过对甲苯磺酸（PTSA）调控的八氨基酞菁金属（ II ）和萘四羧酸二酐的缩聚反应合成了2DCP-MPcs，其显示约1.3 eV的窄带隙， 具有高度离域的π-电子。 密度泛函理论计算揭示了叠层二维共轭聚合物2DCP-MPCs的强色散能带，其电子-空穴约化有效质量约为0.15m 0 。太赫兹光谱揭示了二维共轭聚合物2DCP-MPCs中，Drude型自由载流子的带输运，其在室温下具有~970cm2V−1s−1的异常高的电子和空穴总迁移率，超过了已报道的线性共轭聚合物和二维共轭聚合物2DCP。

图4. 2DCP-MPcs的光学吸收光谱和时间分辨太赫兹光谱

图5. 2DCP-MPcs的频率分辨太赫兹光电导性

这项工作强调了有效共轭在增强二维共轭聚合物2DCP的电荷传输性能中的关键作用，以及高迁移率二维共轭聚合物2DCP在未来（光）电子学中的巨大潜力。

原文链接

https://www.nature.com/articles/s41563-023-01581-6

  Angew：精细工程纳米孔自下而上溶液合成GNRs

由 德国德累 斯顿工业大学冯新亮教授合作团队 共同合作完成。 本文报道了首个通过预先安装六方纳米孔的定制聚苯前驱体（ P 1 ）的高效Scholl反应，溶液合成具有完全共轭骨架的多孔GNR（ pGNR ） 的案例。

在石墨烯纳米结构中加入纳米孔已被证明是调整其带隙和电子结构的一种有效方法。 然而，由于缺乏有效的合成策略，在原子水平上精确地将均匀纳米孔嵌入石墨烯纳米带（GNRs）仍有待完善，特别是在溶液合成中。

图1. 多孔GNRs的合成示意图

图2.模型化合物1a和1b的合成示意图

图3.模型化合物1a和1b的结构表征

图4. pGNR的合成路线和DFT模拟

图5. pGNR的光谱表征

图6. DFT计算

原文链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202305737

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