09 年 2023 月 XNUMX 日 (Nanowerkニュース) 中国科学院プロセス工学研究所 (IPE) と京都大学の研究者は、「フェイスオン」および「エッジオン」導電性デバイスを成長させる戦略を提案しました。 金属有機フレームワーク さまざまな表面上のリガンドの「立ち上がり」挙動を制御することにより、基板上に (cMOF) ナノフィルムを形成し、このようなフィルムの配向制御の難しさを克服します。
科学者らは、基板上の導電性金属有機フレームワーク（cMOF）ナノフィルムの配向を制御する方法を開発し、界面化学における課題に対処した。
研究チームは、原子間力顕微鏡とX線を使用して、これらの結晶性ナノフィルムの柔らかさと独特の導電機能を実証した。
この研究により、酸化還元相互作用に加えて構造の柔らかさが cMOF ナノフィルムの電気伝導度を調節できることが明らかになりました。
反転配向の導電性 MOF 薄膜の作製、FM-AFM から得られた格子画像、およびオペランド GIWAXS センサーによって明らかにされた異方性の柔らかさ - 導電率を示す概略図。 (画像: YAO Mingshui) 電気的には、cMOF は、多孔質結晶内で電荷を伝導する潜在能力を解放することによって徐々に出現してきました。 電気デバイスに適用される cMOF は通常、他の材料、特に基板とハイブリッド形成します。 したがって、cMOFと基板の間の界面を正確に制御することが重要です。 しかし、cMOF の界面化学は未解明であるため、高品質の薄膜の制御された合成と高度な特性評価が特に困難になります。 具体的には、親水性の -OH エッジと疎水性のトリフェニレンコアから生じる 2D 平面の予想される「エッジオン」配置とは対照的に、実験的に観察された配向は、実際には 2D 平面の「フェースオン」配置です。基板上で。 「課題は、コアの『直立』構成を達成するために必要な高い表面圧力を引き起こすことにあります」と、研究の筆頭著者であるIPEのYAO Mingshui教授は述べた。 ラングミュア・ブロジェット（LB）法では、疎水性コアと親水性エッジを持つリガンドが、高い表面圧力にさらされると親水性表面上で直立配向をとることができることが一般的に観察されています。 「『立ち上がる』挙動にインスピレーションを得て、当社はスプレー中の激しい蒸発と併せて超高濃度を採用し、HHTP の『立ち上がる』現象を誘発できる独特の局所的な高い表面圧力を作り出します (HHTP = 2,3,6,7,10,11) 、XNUMX-ヘキサヒドロトリフェニレン)配位子。 したがって、「フェイスオン」および「エッジオン」薄膜を作製することができる」と、この研究の責任著者である京都大学の大竹健一教授は述べた。 数ナノメートルから数十ナノメートルの極薄膜の結晶性や配向性を検証するために、信頼性の高いさまざまな解析を実施しました。 「オペランド GIWAXS イメージングと電気モニタリングにより、cMOF ナノフィルム上の導電性に関連する異方性フレームワークの柔らかさが明らかになりました。 これは、一般的に硬いと考えられているCu-HHTPが柔らかくなり得るかどうかという疑問に答えます」と、この研究の責任著者である京都大学の北川進教授は述べた。 酸化還元相互作用に加えて、構造の柔らかさが異方性の方法で導電率を調節することが確認されています。
主要な取り組み
リサーチ
チームは、以下を使用してオペランドの特性評価方法論を確立しました。 原子間力顕微鏡 X 線を使用して結晶性ナノフィルムの柔らかさを実証し、その独特の導電機能を明らかにします。 この研究は、 PNAS (「配向制御可能な金属有機骨格ナノフィルムの成長メカニズムと異方性の柔らかさ依存性導電率」).
反転配向の導電性 MOF 薄膜の作製、FM-AFM から得られた格子画像、およびオペランド GIWAXS センサーによって明らかにされた異方性の柔らかさ - 導電率を示す概略図。 (画像: YAO Mingshui) 電気的には、cMOF は、多孔質結晶内で電荷を伝導する潜在能力を解放することによって徐々に出現してきました。 電気デバイスに適用される cMOF は通常、他の材料、特に基板とハイブリッド形成します。 したがって、cMOFと基板の間の界面を正確に制御することが重要です。 しかし、cMOF の界面化学は未解明であるため、高品質の薄膜の制御された合成と高度な特性評価が特に困難になります。 具体的には、親水性の -OH エッジと疎水性のトリフェニレンコアから生じる 2D 平面の予想される「エッジオン」配置とは対照的に、実験的に観察された配向は、実際には 2D 平面の「フェースオン」配置です。基板上で。 「課題は、コアの『直立』構成を達成するために必要な高い表面圧力を引き起こすことにあります」と、研究の筆頭著者であるIPEのYAO Mingshui教授は述べた。 ラングミュア・ブロジェット（LB）法では、疎水性コアと親水性エッジを持つリガンドが、高い表面圧力にさらされると親水性表面上で直立配向をとることができることが一般的に観察されています。 「『立ち上がる』挙動にインスピレーションを得て、当社はスプレー中の激しい蒸発と併せて超高濃度を採用し、HHTP の『立ち上がる』現象を誘発できる独特の局所的な高い表面圧力を作り出します (HHTP = 2,3,6,7,10,11) 、XNUMX-ヘキサヒドロトリフェニレン)配位子。 したがって、「フェイスオン」および「エッジオン」薄膜を作製することができる」と、この研究の責任著者である京都大学の大竹健一教授は述べた。 数ナノメートルから数十ナノメートルの極薄膜の結晶性や配向性を検証するために、信頼性の高いさまざまな解析を実施しました。 「オペランド GIWAXS イメージングと電気モニタリングにより、cMOF ナノフィルム上の導電性に関連する異方性フレームワークの柔らかさが明らかになりました。 これは、一般的に硬いと考えられているCu-HHTPが柔らかくなり得るかどうかという疑問に答えます」と、この研究の責任著者である京都大学の北川進教授は述べた。 酸化還元相互作用に加えて、構造の柔らかさが異方性の方法で導電率を調節することが確認されています。
- SEO を活用したコンテンツと PR 配信。 今日増幅されます。
- PlatoData.Network 垂直生成 Ai。 自分自身に力を与えましょう。 こちらからアクセスしてください。
- プラトアイストリーム。 Web3 インテリジェンス。 知識増幅。 こちらからアクセスしてください。
- プラトンESG。 カーボン、 クリーンテック、 エネルギー、 環境、 太陽、 廃棄物管理。 こちらからアクセスしてください。
- プラトンヘルス。 バイオテクノロジーと臨床試験のインテリジェンス。 こちらからアクセスしてください。
- 情報源： https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63801.php
