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冯新亮院士团队，一天两篇顶刊！

来源：时间：2023-07-14 09:41:13 浏览：1903次

1、Nat. Mater.：有效共轭助2DCP-MPcs实现超高电荷迁移率

第一作者：Mingchao Wang;

通讯作者：冯新亮院士、董人豪研究员和Hai I. Wang

通讯单位：德累斯顿工业大学; 德国马克斯·普朗克高分子研究所

DOI: 10.1038/s41563-023-01581-6

研究背景

二维共轭聚合物（2DCP）是由多股具有扩展面内π-共轭的线性共轭聚合物组成的新型有机（光电）电子晶体半导体聚合物。它们以2D π-共轭共价有机骨架为代表，通常π-共轭性差，载流子迁移率低。基于此，德累斯顿工业大学冯新亮院士和董人豪研究员、德国马克斯·普朗克高分子研究所Hai I. Wang等人报道了两个基于酞菁的BBL-阶梯型晶体2DCP（记为2DCP-MPc，其中M=Cu或Ni），它们具有独特的能带传输和出色的载流子迁移率。为优化2DCP的共轭度，作者通过密度泛函理论（DFT）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的π电子，具有窄的最高已占据分子轨道（HOMO）-最低未占据分子轨道（LUMO）间隙。因此，作者在溶剂热条件下通过对甲苯磺酸（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，其显示出窄带隙-1.3 eV。

文章要点

要点1：DFT计算表明，层状叠层的2DCP-NiPc和2DCP-CuPc具有较强的色散价带和导带。

要点2：太赫兹（THz）光谱显示了Drude-型电荷传输行为，室温散射时间高达76 fs，离域电荷传输加上较小的m*产生了极高的电子-空穴和迁移率，高达~970 cm² V⁻¹ s⁻¹，超过了已有的线性共轭聚合物和2DCP-MPcs。

要点3：该工作强调了有效共轭在增强2DCP的电荷传输特性方面的关键作用，以及高迁移率2DCP在未来（光电）电子学中的巨大潜力。

图文展示

图1.酞菁基2DCPs的设计原理

图2.酞菁基BBL-阶梯型2DCP-MPcs

图3.2DCP-MPcs的能带图

图4.2DCP-MPcs的光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性

2、Angew.：首次溶液合成多孔GNR

第一作者：Wenhui Niu；

通讯作者：冯新亮院士，Ji-Ma，麦亦勇教授；

通讯单位：德累斯顿工业大学，上海交通大学；

DOI: 10.1002/anie.202305737

研究背景

石墨烯纳米结构中的纳米级孔在改变其几何、电子和机械性能方面发挥着关键作用。其中，石墨烯纳米带（GNRs）因其独特的拓扑结构、磁性和热电传输性能，引起了广泛的关注。研究表明在GNRs结构中加入纳米孔是调整其带隙和电子结构的一种有效方法，但由于缺乏有效的合成策略和适当的前驱体设计，具有周期性、明确的纳米孔的膨胀多孔GNRs的自下而上溶液合成仍难以实现。基于此，德累斯顿工业大学冯新亮院士和Ji Ma、上海交通大学麦亦勇教授等人首次展示了溶液合成的全共轭多孔GNR（pGNR），所得到的pGNR具有直径为0.6 nm（C-C)的周期性六边形孔，相邻孔距为1.7 nm。