導電配位聚合物研究取得進展

具有特定的組成和拓撲結構的導電配位聚合物可以用於構建低維導體、二維材料、具有Kagome格子的材料等，從而研究相關的物理現象。同時，導電配位聚合物也可以作為熱電材料、透明電極、電化學催化劑、超導材料等，有豐富的應用前景。在科技部、國家自然科學基金委和中國科學院的大力支持下，中科院化學研究所有機固體重點實驗室研究人員長期致力於導電配位聚合物的設計與合成，並取得一系列成果，如利用具有類高度對稱性的平面結構配體六巰基苯(benzenehexathiol, BHT)，通過界面反應合成了具有二維結構的配位聚合物：六巰基苯銅（Cu-BHT）。既能夠用於構建高遷移率的雙極性場效應器件(Nat. Commun.2015, 6, 7408)，也可以作為透明電極用於構建太陽能電池(Nano Energy2017, 40, 376-381)，同時還具有良好的催化析氫性能(ACS Appl. Mater. Interfaces2017, 9, 40752–40759)。Cu-BHT也是罕見的基於配位聚合物的有機超導體(Angew. Chem. Int. Ed.2018，57(1), 146-160)。

近期，在科技部國家重點研發計劃、中科院戰略先導研究計劃和國家自然科學基金委項目的支持下，研究人員又成功合成了高結晶度的Ag基導電配位聚合物：六巰基苯銀（[Ag5(C6S6)]n,Ag-BHT），並與北京大學化學院合作成功解析了其晶體結構。該[Ag5(C6S6)]n配位聚合物由金屬-六巰基苯聚合物層和二維Ag-S網狀結構堆積而成，二維Ag-S層提供高效傳輸通道，共軛的具有氧化-還原活性的（Ag-S2C6S2）n一維鏈提供電性能調控的開關。這種特殊的結構使其具有優異的電學性質（室溫電導率高達250 S/cm）的同時，其電性能也能通過化學還原的方式進行靈活的調控，並實現材料從金屬態到半導體態的轉變，電導率變化達4個數量級，展現了此類材料體系結構和性能的多樣性和高度可調控性能。相關工作發表於J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 45, 15153-15156。

左圖為Ag-BHT的晶體結構，通過適當的化學還原，Ag-BHT可以從高電導率的金屬態（簡併半導體）向半導體轉變，UPS同樣反映了變化過程，還原後的Ag-BHT費米邊消失。

來源：中國科學院化學研究所

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