Πότε δεν διεξάγει ένας αγωγός; Μεταβολή 2D μεταλλικού-οργανικού πλαισίου από μονωτή σε μέταλλο
Οι ηλεκτρικές ιδιότητες ενός MOF καθορίζονται από την ηλεκτρονική δομή των μεταλλικών ιόντων και των οργανικών προσδεμάτων, καθώς και από τη γεωμετρία του πλαισίου. Γενικά, τα MOF με μεταλλικά ιόντα που έχουν υψηλές καταστάσεις οξείδωσης και ισχυρά πεδία συνδέτη τείνουν να είναι μονωτικά, ενώ τα MOF με μεταλλικά ιόντα που έχουν χαμηλές καταστάσεις οξείδωσης και αδύναμα πεδία προσδέματος τείνουν να είναι μεταλλικά.
Οι ηλεκτρικές ιδιότητες ενός MOF μπορούν επίσης να επηρεαστούν από την παρουσία ελαττωμάτων ή ακαθαρσιών. Τα ελαττώματα μπορούν να διαταράξουν την ηλεκτρονική δομή του πλαισίου, οδηγώντας σε αυξημένη ηλεκτρική αγωγιμότητα. Οι ακαθαρσίες μπορούν επίσης να εισαγάγουν νέες ηλεκτρονικές καταστάσεις στο πλαίσιο, το οποίο μπορεί να αλλάξει τις ηλεκτρικές ιδιότητες.
Στην περίπτωση του 2D μεταλλικού-οργανικού πλαισίου που αναφέρεται στην ερώτηση, το υλικό είναι πιθανό να είναι μονωτής στην παρθένα κατάσταση του. Ωστόσο, οι ηλεκτρικές ιδιότητες του πλαισίου μπορούν να αλλάξουν με την εισαγωγή ελαττωμάτων ή ακαθαρσιών. Για παράδειγμα, το πλαίσιο θα μπορούσε να προσβληθεί με ένα μεταλλικό ιόν που έχει χαμηλότερη κατάσταση οξείδωσης από το αρχικό μεταλλικό ιόν ή θα μπορούσε να εκτεθεί σε αέριο ή ατμό που αντιδρά με τους οργανικούς συνδέτες. Αυτές οι αλλαγές μπορούν να οδηγήσουν στο σχηματισμό νέων ηλεκτρονικών καταστάσεων στο πλαίσιο, το οποίο μπορεί να αλλάξει το υλικό από έναν μονωτή σε ένα μέταλλο.
Η ικανότητα μεταγωγής των ηλεκτρικών ιδιοτήτων ενός MOF με την εισαγωγή ελαττωμάτων ή ακαθαρσιών είναι μια πολλά υποσχόμενη στρατηγική για την ανάπτυξη νέων ηλεκτρονικών υλικών. Τα MOF με ηλεκτρικές ιδιότητες που μπορούν να μετατραπούν σε διάφορες εφαρμογές, όπως αισθητήρες, διακόπτες και τρανζίστορ.
