10月12日消息,中国科学院化学研究所与哥本哈根大学联合团队在预印本平台ChemRxiv发表研究,开发了面向二维金属有机框架(MOF)薄膜的化学气相沉积(CVD)直接合成策略,实现4英寸晶圆级、厚度15-100纳米可调的高结晶质量MOF薄膜制备。
研究者在衬底上预先沉积2,3,6,7,10,11-六羟基三苯(HHTP)配体薄膜,令其与乙酰丙酮铜(Cu(acac)2)蒸气发生气固反应,小分子薄膜原位转化为Cu3(HHTP)2 MOF薄膜,表面均匀、结晶质量高。将金属源替换为乙酰丙酮镍和乙酰丙酮铂,同样制得Ni3(HHTP)2与Pt3(HHTP)2薄膜,证明方法具有普适性。
论文发表于10月12日(ChemRxiv,DOI: 10.26434/chemrxiv.15005812/v1),作者为中科院化学所/中国科学院大学张晋之(Jinzhi Zhang)与李润坤(Runkun Li,亦隶属于哥本哈根大学理学院)。
MOF电子学的核心瓶颈之一,是难以在衬底上直接获得大面积、厚度可控且结晶良好的薄膜——溶液法难以兼顾均匀性与器件工艺兼容性,而CVD路线长期受限于MOF前驱体难以气相输运。该工作以“小分子薄膜原位转化”绕开了这一障碍,属于路线层面的进展。
器件验证方面,Cu3(HHTP)2薄膜作为光电器件有源层表现出光刺激响应与突触记忆特性,研究团队指出其在人工生物突触领域具有应用前景。对化工与新材料行业而言,这类导电MOF薄膜若与现有半导体工艺兼容,将打开传感器、存储器等细分应用的材料选择空间。
(来源:ChemRxiv)