Photoconductivity is ac haracteristic property of semi-conductors.H erein, we present ap hoto-conducting crystalline metal-organic framework (MOF) thin film with an on-off photocurrent ratio of two orders of magnitude.These oriented, surface-mounted MOF thin films (SURMOFs), contain porphyrin in the framework backbone and C 60 guests,l oaded in the pores using al ayer-by-layer process.B y comparison with results obtained for reference MOF structures and based on DFT calculations,w ec onclude that donoracceptor interactions between the porphyrin of the host MOF and the C 60 guests give rise to ar apid charge separation. Subsequently,h oles and electrons are transported through separate channels formed by porphyrin and by C 60 ,r espectively.The ability to tune the properties and energy levels of the porphyrin and fullerene,a long with the controlled organization of donor-acceptor pairs in this regular framework offers potential to increase the photoconduction on-off ratio.
Photoleitfähigkeit ist eine charakteristischeE igenschaft von Halbleitern. Hier präsentieren wir photoleitende kristalline MOF-Dünnschichten mit einem An/Aus-Photoleitfähigkeitsverhältnis von zwei Grçßenordnungen. Diese orientierten, oberflächenverankerten MOF-Dünnschichten (SURMOFs) enthalten Porphyrin im Gerüst und C 60 -Gastmoleküle in den Poren. DurchV ergleichm it Ergebnissen von Referenz-MOF-Strukturen sowiea uf Basis von DFT-Rechnungen kommen wir zu dem Schluss,d ass eine Donor-Akzeptor-Wechselwirkung zwischen dem Porphyrin des MOF-Wirtmaterials und den C 60 -Gastmolekülen zu einer schnellen Ladungstrennung führt. Anschließend werden Lçcher und Elektronen in separaten Kanälen durchP orphyrin und C 60 transportiert. Die Fähigkeit, die Eigenschaften und Energieniveaus der aktiven Moleküle Porphyrin und Fulleren abzustimmen, kombiniert mit der kontrollierten Anordnung von Donor-Akzeptor-Paaren in einem solchen geordneten Gerüst, bietet ein enormes Potenzial, das An/Aus-Photoleitfähigkeitsverhältnis weiter zu erhçhen. Abbildung 3. Photoleitfähigkeit in C 60 @Zn(TPP). a) Der gemessene Gleichstrom bei einer Spannung von 2V ,während die Probe mit Licht von l = 640, 530, 455, 400 und 365 nm bestrahlt wird. Der Strom ohne Lichteinstrahlung beträgt 0.11 nA. Das Power-Spektrum der Photoleitfähigkeit ist in AbbildungS11 dargestellt. b) Die Strom-Spannungs-Kurve der Probe im Dunkeln (schwarze Kugeln) und unter Bestrahlung mit l = 455 nm (blaue Kugeln). Der Log-Plot der Daten ist in Abbildung S8 dargestellt. c) Der Photostrom bei verschiedenen Bestrahlungsintensitäten mit Licht von 455 nm Wellenlänge.
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