介紹一種具有含SS晶格的(TM=Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn)MOFs二維磁性金屬有機框架

二維金屬有機骨架材料(MOFs)是由金屬原子和極性有機分子組成的新型二維材料，由于其成本低、化學穩定性好、易于制備和機械性能好等優點，引起了人們的廣泛興趣。在二維MOF的研究中還發現了一些新的物理特性，如鐵磁/反鐵磁基態、超導性、拓撲絕緣等特性。根據二維MOFs的幾何結構，其晶格結構可分為六方格、20方格、22方格、23方格、25方格、17方格、18方格、15方格、16方格、24方格等。ShastrySutherland (SS)晶格是一種特殊類型的扭曲平方晶格，由Shastry Sutherland26在1981年提出，SrCu2(BO3)2和稀土金屬四硼化物RB4（R=La-Lu）都是**的具有SS晶格的材料。

關鍵詞：

一類具有SS晶格的二維TM-PBP MOFs

二維磁性金屬有機骨架材料(MOFs)

六方格晶格結構MOF材料

20方格、22方格二維MOF材料

23方格、25方格、17方格二維MOF材料

18方格、15方格、16方格、24方格二維MOF材料

SrCu2(BO3)2和稀土金屬四硼化物RB4（R=La-Lu）都是**的具有SS晶格

ShastrySutherland（SS）扭曲平方晶格材料

含SS晶格的二維TM- PBP (TM=Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn)MOFs

Mn-PBP鐵磁性(FM)材料

Fe-PBP反鐵磁性(AFM)材料

TM-PBP (TM=Cr、Co、Ni)磁性二聚體MOF

TM-PBP (TM=Cu、Zn)非磁性材料MOF

Mn-PBP 一種SS晶格的FM二維MOF

TM-PBP MOFs半導體材料

TM-PBP框架材料

TM-PBP MOFs(TM=Cu、Zn)

成果簡介
本文利用密度泛函理論(DFT)計算和蒙特卡洛模擬，系統地研究了含SS晶格的二維TM- PBP (TM=Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn)MOFs。結果表明，它們具有不同的基態磁特性。Mn-PBP和Fe-PBP分別為鐵磁性(FM)和反鐵磁性(AFM)， TM-PBP (TM=Cr、Co、Ni)和TM- PBP (TM=Cu、Zn)分別為磁性二聚體和非磁性。Mn-PBP應該是一個有SS晶格的FM二維MOF，其居里溫度預計在105k左右。PBP分子的pz軌道雜化和Mn原子的dxz和dyz軌道雜化形成的新型低對稱配位鍵對TM-PBP的形成起著非常重要的作用。電子結構計算表明，TM-PBP MOFs是帶隙在0.12 eV至0.85 eV之間的半導體，可以通過應變或空穴/電子摻雜等多種方法輕松調制。

圖1 TM-PBP的原子結構示意圖。黑色虛線勾勒出TM- PBP體系的單位胞元，晶格參數標記為a。N1、N2和N3表示一個TM原子(紅球)周圍的三個N原子(藍球)。紅色虛線(d1)和藍色虛線(d2)分別表示最近的TM原子和**最近的TM原子之間的相互作用。
TM- PBP框架以紅色虛線(最近鄰)和藍色虛線(**近鄰)連接的TM原子為焦點，可抽象為一個變形的正方形格點，在拓撲上等同于標準的Shastry-Sutherland (SS)格點。

表1列出了TM-PBP的晶格參數，除Cu外，隨著原子序數的增加，其晶格參數一般由Cr降至Zn。TM原子距離的最近近鄰(d1)約為5-6?，而**近鄰TM原子距離(d2)約為10?。大多數TM-PBP MOFs的TM原子與PBP分子之間的結合能約為每TM原子3-4 eV，而Zn-PBP的結合能僅為1 eV。

圖2 Mn-PBP的電子結構。左:旋轉帶(藍線)；中間:自旋帶(紅線)；右:自旋向上和自旋向下的狀態密度(PDOS)。

如圖2所示，Mn-PBP的自旋上電子的半導體行為帶隙為0.12 eV，而自旋下電子的帶隙幾乎為1 eV，這意味著MnPBP框架是一個帶隙很小的FM半導體，在熱、光或電刺激下，可獲得**自旋極化載流子。

西安齊岳生物提供的MOF定制產品：

PCN-224

PCN222金屬有機框架材料

鋯基UiO-66-NH2有機金屬骨架

鋯基UiO-67金屬有機框架材料

鋯基UiO-68金屬有機框架材料

UiO系列金屬-有機骨架（MOFs）材料

UiO-MOFs金屬有機框架材料

脯氨酸修飾金屬有機框架UiO-67-NHPro

貴金屬納米顆粒引入MOFs材料

Pd@UiO-66(NH2)

Fe3O4@UiO-66-NH2磁性納米復合材料

復合材料MoS2/UiO-66-CdS

ZIFs (以ZIF-8為代表)、MILs (以MIL-53、MIL-101等為代表) 和IRMOF (以MOF-5等為代表) UiO-66為代表的UiO系列

金屬有機框架MOF-808-X

CdSe QDs@UIO-66復合材料

UiO-66修飾四氧化三鐵磁性納米顆粒

鋯離子的納米金屬有機框架材料(Zr-NMOFs)

聚多巴胺(PDA)涂層鋯系金屬有機骨架(UiO-66)

PDA/UiO-66復合納米材料

金屬有機框架UIO-67包覆二氧化硅

高比表面積金屬有機框架PCN-61/PCN-66/PCN-14

PCN-6含銅的金屬-有機骨架材料

改性金屬有機骨架材料PTA@PCN?10

功能化鋅金屬有機骨架MOF-5

功能化鋅基金屬有機骨架材料(EDA/MOF-5)

鋅金屬有機骨架化合物MAF-6

鉑納米顆粒修飾的多孔卟啉基金屬-有機框架

卟啉基金屬-有機框架化合物Pt@PCN-222

膦烷-咪唑啉PCN鉗形鈀化合物

**細胞膜包裹的仿生納米粒子(TPZ@PCN@Mem)

金屬有機骨架MIL-88A靶向材料

氨基修飾MIL-101金屬-有機骨架化合物

以上資料來自西安齊岳生物小編zhn2020.12.10