深圳大學物理與光電工程學院曾昱嘉教授課題組報道了一種基于二維導電金屬有機框架(2D c-MOF)的可穿戴Cu3(HHTP)2/ZnO異質(zhì)結(jié)紫外光電探測器。該器件實現(xiàn)了自驅(qū)動70 ms的超快響應(yīng)速度，同時還具有抗疲勞和抗彎曲等優(yōu)點，為下一代可穿戴光電器件提供了一種新的解決方案。
MOFs是一類金屬離子與有機連接體結(jié)合的高孔隙率功能材料，可以通過調(diào)節(jié)金屬離子、有機配體和配位環(huán)境實現(xiàn)對材料性能的可控調(diào)節(jié)，使得MOFs具有可調(diào)節(jié)孔隙率，結(jié)構(gòu)可修飾等的特點。MOFs已廣泛應(yīng)用于能源、藥物傳遞和催化等領(lǐng)域, 但在光電探測方面，還具有很大的挑戰(zhàn)。Cu3(HHTP)2是一種具有導電和二維層狀結(jié)構(gòu)特殊性質(zhì)的MOFs，近年來在超級電容器、氣敏、電催化和電池等領(lǐng)域得到了廣泛的研究。 在這項工作中，曾昱嘉教授課題組提出了一種Cu3(HHTP)2/ZnO 異質(zhì)結(jié)紫外光電探測器，該器件是通過在 ZnO 薄膜表面上逐層生長(LbL)的Cu3(HHTP)2所制得。通過MOFs層的生長周期、光源功率密度變化和光入射方向研究了器件的光電探測性能。該器件在1 V驅(qū)動電壓下顯示出78.2 A/W的響應(yīng)度和3.8×109 Jones的探測度。特別的，該器件在自驅(qū)動模式下表現(xiàn)出 70 μs 的超快響應(yīng)時間。研究結(jié)果表明，通過調(diào)整 MOFs 的生長周期數(shù)，可以優(yōu)化器件在驅(qū)動和自驅(qū)動模式下的光響應(yīng)。此外，這種MOFs 光電器件也可以在柔性基板上制造，180° 彎曲 1000 次后，器件性能未出現(xiàn)明顯的下降，證明了該MOF光電器件具有很強的抗彎曲和抗疲勞性能，有望用于下一代可穿戴光電器件。 論文信息 Cu3(HHTP)2 c-MOF/ZnO Ultrafast Ultraviolet Photodetector for Wearable Optoelectronics Chenxu Kang, Muhammad Ahsan Iqbal, Suyun Zhang, Xiaoliang Weng, Yuting Sun, Lu Qi, Wei Tang, Shuangchen Ruan, Yu-Jia Zeng* 通訊作者是深圳大學曾昱嘉教授，第一作者是碩士研究生康晨旭。 Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202201705
