Hvornår dirigerer en dirigent ikke? Skifter 2D metal-organisk ramme fra en isolator til metal

En leder leder ikke, når den er i en isolerende tilstand. En metal-organisk ramme (MOF) er en type porøst materiale, der består af metalioner eller klynger koordineret til organiske ligander. MOF'er kan udvise en række elektriske egenskaber, herunder isolerende, halvledende og metallisk adfærd.

De elektriske egenskaber af en MOF bestemmes af den elektroniske struktur af metalioner og organiske ligander, samt geometrien af ​​rammeværket. Generelt har MOF'er med metalioner, der har høje oxidationstilstande og stærke ligandfelter, tendens til at være isolerende, mens MOF'er med metalioner, der har lave oxidationstilstande og svage ligandfelter, har tendens til at være metalliske.

De elektriske egenskaber af en MOF kan også blive påvirket af tilstedeværelsen af ​​defekter eller urenheder. Defekter kan forstyrre den elektroniske struktur af rammen, hvilket fører til øget elektrisk ledningsevne. Urenheder kan også indføre nye elektroniske tilstande i rammen, som kan ændre de elektriske egenskaber.

I tilfælde af den 2D metal-organiske ramme nævnt i spørgsmålet, er materialet sandsynligvis en isolator i sin uberørte tilstand. Imidlertid kan rammeværkets elektriske egenskaber ændres ved at indføre defekter eller urenheder. For eksempel kan skelettet være doteret med en metalion, der har en lavere oxidationstilstand end den oprindelige metalion, eller den kan udsættes for en gas eller damp, der reagerer med de organiske ligander. Disse ændringer kan føre til dannelsen af ​​nye elektroniske tilstande i rammen, som kan skifte materialet fra en isolator til et metal.

Evnen til at skifte de elektriske egenskaber af en MOF ved at introducere defekter eller urenheder er en lovende strategi for udvikling af nye elektroniske materialer. MOF'er med omskiftelige elektriske egenskaber kan bruges i en række forskellige applikationer, såsom sensorer, switches og transistorer.