8月19日消息,据 C&EN 报道,西班牙加利西亚的研究团队报告了一种制备半导体共价有机框架(COF)的简单方法,成果发表于《德国应用化学》国际版(Angew. Chem., Int. Ed. 2026, DOI: 10.1002/anie.6104022)。
COF 通常是不导电的绝缘材料。此前研究者通过添加携带电荷的掺杂剂来改造其电子性质,但这一策略会损害材料的结晶性、孔性、结构与稳定性。由圣地亚哥德孔波斯特拉大学生物化学与分子材料研究中心(CIQUS)的 Manuel Souto Salom 领衔的团队另辟蹊径:采用中性构筑基元——以三氧三角烯(trioxotriangulene)这类带有未配对电子的持久自由基为关键砌块,在不引入掺杂剂或抗衡离子的情况下直接获得晶态半导体COF,同时完整保留框架的孔结构与结晶度。
技术原理上,持久自由基以往难以用于COF合成,因为其稳定需要 bulky 保护基团,会阻碍平面性、紧密堆积与可逆组装。纽约大学阿布扎比分校网状材料专家 Safiya Khalil Alhashmi(未参与研究)解释称,三氧三角烯是平面分子且通过广泛的自旋离域稳定,能形成「显著更有序、更导电」的框架, dopant 与抗衡离子对结晶性的破坏和对孔道的阻塞被彻底规避。
新COF 的性质易于调控,打开了在电子器件、自旋电子学(spintronics)与能源存储领域的应用可能。业内评价认为,这一「无掺杂」路线解决了COF电子材料中长期存在的结构-导电性权衡难题,为下一代多孔半导体材料的设计提供了基准策略。
(来源:C&EN)