近日,《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.)在线发表了澳门威尼斯人app-赌场app
邓鹤翔教授团队在二维共价有机框架(2D COF)研究方面的最新成果。该研究通过单晶剥离结合扭转堆叠,首次实现了亚胺键2D COF莫尔超晶格的构筑。
该论文题为 “超堆叠构建二维共价有机框架单晶的莫尔图案”《Moiré Patterns of Two-Dimensional Covalent Organic Framework Single Crystals Created by Superstacking》。第一作者为澳门威尼斯人app
的2021级硕士生易乐智,通讯作者为邓鹤翔教授。
莫尔超晶格通常由无机二维晶体(如石墨烯、过渡金属硫族化合物等)通过扭转堆叠构筑,已展现出诸多新的物理、化学特性,在电子器件的制备方面有巨大潜力。然而,由分子构筑的有机二维晶体制备极具挑战,往往晶畴小,且难以从基底上剥离。在本项工作中,研究团队成功获得了尺寸可达50 μm的2D COF单晶(COF-400)(图一),实现了分辨率达0.75 Å的单晶X射线衍射结构解析。通过化学机械剥离制备了大面积的高质量2D COF单晶薄膜,实现了0.95 Å的亚埃级分辨率的透射电镜表征,并观察到具有不同扭转角度(6.4-69.7°)的莫尔超晶格。
本研究中大尺寸2D COF单晶的制备是实现莫尔超晶格构筑的关键。这不仅提供了大面积的高质量单晶薄膜,而且还获得了原子精度的结构信息,为基于共价键的有机光电器件的制备提供了全新手段。
该论文的合作者包括武汉大学博士研究生高艺君、闫春兴、罗舒茗、王天羽,以及重庆大学刘玲梅教授和博士研究生刘颖。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金的资助。武汉大学科研公共服务平台、澳门威尼斯人app-赌场app
大型仪器共享平台和上海同步辐射光源(SSRF)为此工作的开展提供了有力的支持。
论文链接:// pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c11049

图一. (A)COF-400莫尔纹来源示意图;(B)COF-400单晶光镜图像,剥离后的2D COF单晶STEM图像及所构筑的莫尔纹超晶格TEM图像。