JACS封面故事展26 徐刚研究员、何军教授 | 探索前沿，独辟蹊径

Porous Field-Effect Transistors Based on a Semiconductive Metal-Organic Framework

基于半导体MOF的多孔场效应晶体管

Explore the frontiers, Blaze the trail.

探索前沿，独辟蹊径。

导电金属有机框架材料（C-MOF）是一种集多孔与半导体特性于一体的新型半导体材料。利用C-MOF构筑电学器件，不仅可通过丰富的晶态结构设计和精确的能带调控让我们可以从分子水平去理解、设计和优化材料的半导体特性，从而优化器件性能，还可以把MOF材料的多孔特性赋予器件，实现更广泛的功能。然而，传统制备MOF薄膜的方法制备的薄膜在薄膜致密度、粗糙度等方面无法满足高质量电学器件的制备要求。我们巧妙地利用界面限域效应，在液-气界面处自组装获得致密连续、平均粗糙度仅为1 nm的高质量C-MOF薄膜，制备出首个MOF场效应晶体管器件。器件的电学测试结果表明，高质量C-MOF薄膜与介电层间的界面缺陷浓度仅为8.2×10¹² cm^-2 。器件空穴迁移率高达48.6cm² V^-1 s^-1，这一数值高于绝大多数基于溶液法制备的有机或无机FET器件的场效应迁移率。该器件的成功研制为MOF材料在电学器件方面的研究开拓了新方向，同时为传统半导体器件提供了新材料和新功能，也为深入研究MOF电学性能提供了有效的新工具。

There are two elements of novelty in this article.First, it was the first report of the growth of a MOF film continuous anduniform enough for contemplation of a field effect charge transportmeasurement. The second is the actual measurement, which results in a reportedhole mobility of about 15 cm²/ V s -- a very highmobility for an organic material.