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法国开发出高导电性有机金属

【发表时间:2020-11-14 18:46:03 来源:锦思网】

  【】尽管有机材料经常被用作半导体,比如有机发光二极管和有机晶体管等,但拥有像金属一样的高导电性的有机材料仍然非常稀少。有机金属研发领域存在的一个问题是,良好的导电性能要求材料具有很高的结晶度,但晶体结构却不利于材料的加工和成型。现在,法国斯特拉斯堡大学的研究团队开发出一类新的有机材料,不仅导电性高,而且非常柔软、有弹性,成功克服了上述难题。

法国开发出高导电性有机金属

  发表在《美国化学学会会刊》上的这项最新研究称,当使用光脉冲照射时,该材料能够重组其分子以纠正结构缺陷,因此,新材料可以组装为低结晶度结构,然后通过一个光脉冲转换成为具有高导电性的材料。

  “历史上已经使用无机材料,如掺有杂质的硅、铜、银等,开发出了很多电子设备。”斯特拉斯堡大学教授尼古拉斯·杰赛普说,“这些材料来自于有限的自然资源,需要进行昂贵的提取和处理,才能适用于制造业。另外,我们还面临着电子垃圾的大问题,因为许多电子器件所用的无机材料对环境具有相当大的毒性,回收不仅困难而且成本昂贵。有机金属则提供了另一种选择,它比较便宜,易于生产,而且环保。除了替代无机材料用于我们目前使用的电子设备中,我们还可以用其来构建具有新性质和结构的设备。”

  据物理学家组织网8月19日报道,这种新材料是一种由大量3-氨基三芳香基胺(TATA)分子堆叠构成的一维超分子聚合物。虽然这些有机纳米线最初也会像其他有机材料一样受到结构缺陷的影响,但向其施加相对低能量的光脉冲,可以纠正TATA分子堆叠时的角误差,实际上赋予了这种聚合物自愈的能力。实验结果表明,光脉冲照射将这种超分子聚合物的电导率提高了四个数量级。这也是首次证明,超分子聚合物也能拥有与最好的共轭聚合物类似的电子、磁性和光学特征。

  由于具有重量轻、成本低、可一次性使用等优点,高导电性有机金属在有机电子器件领域拥有广泛的应用前景,包括透明电极、印刷电子电路、热电材料和内存设备等。

  “未来的研究计划既包括这些材料中在设备中的应用,也将涵盖对其基本性质的探索。”杰赛普说,“在应用方面,我们正在尝试将这些有机组件整合为适用于电子电路的金属互连构件,测试这些材料在太阳能电池中的效率,以及开发用于可控垂直器件结构的方法。基础研究方面的工作则涉及光学和等离激元光子学领域的操纵手段以及对材料导电性的进一步阐明和控制。”


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