Konsortium: Prof. Thomas Bein, München
Ludwigs Maximilians Universität (LMU)
Fakultät für Chemie und Center for NanoScience
  Dr. Dana D. Medina, München
Ludwigs Maximilians Universität (LMU)
Fakultät für Chemie und Center for NanoScience
  Prof. Timothy Clark, Erlangen
Friedrich-Alexander-Universtät Erlangen-Nürnberg (FAU)
Computerchemie Zentrum
Projekt: Elektroaktive MOF Netzwerke
   
Abstract: Im Rahmen des EMOF Projektes in COORNET entwerfen und synthetisieren wir neuartige MOF Netzwerke, welche aus elektroaktiven organischen Baueinheiten bestehen und sich als molekulare Schichtstrukturen anordnen, mit den Ziel, ihre photophysikalischen Eigenschaften in Form von dünnen Filmen zu untersuchen. Mit dieser Zielsetzung wählen wir die sogenannten 2D-MOF oder MOF-74 Topologien als Ausgangspunkt, die uns erlauben formstabile halbleitende und farbgebende Moleküle in einer definierten periodischen Schichtstruktur präzise zu fixieren. Dünne MOF Filme werden dafür auf elektrisch leitfähigen Substraten synthetisiert, mit genauer Steuerung der Schichtdicke und der Orientierung der Kristallite. Durch eine orthogonale Anordnung der molekularen Schichtstrukturen in Bezug auf die Substratoberfläche erwarten wir Transport von Ladungsträgern entlang der orientierten Schichten. Dieser Aspekt wird im Kontext der Fabrikation von Messzellen untersucht, um die genauen Transportwege in MOFs sowie die elektrische Leitfähigkeit zu verfolgen. Desweiteren wird die Untersuchung von physikalischen Eigenschaften wie Photonenabsorption und Fluoreszenzlebensdauer ein tieferes Verständnis der zugrunde liegenden Prinzipien der Aggregation von farbgebenden Molekülen ermöglichen. Theoretische Studien werden Einsichten in die möglichen Wechselwirkungen der Schichten, deren molekulare Stapelung und der Ladungsträgertransportwege in diesen liefern, um so die Synthese von neuartigen MOF-basierten Netzwerken mit den erwünschten Eigenschaften zu ermöglichen. Schlussendlich streben wir die Assemblierung von geordneten Donor-Akzeptor Heteroübergängen in MOF Netzwerken an, welche in optoelektronische Geräte integriert werden können.
   
Publikationen: H. X. Deng; S. Grunder; K. E. Cordova; C. Valente; H. Furukawa; M. Hmadeh; F. Gandara; A. C. Whalley; Z. Liu; S. Asahina; H. Kazumori; M. O'Keeffe; O. Terasaki; J. F. Stoddart; O. M. Yaghi
"Large-Pore Apertures in a Series of Metal-Organic Frameworks."
Science 2012, 336, 1018-1023
DOI: 10.1126/science.1220131
  M. Hmadeh; Z. Lu; Z. Liu; F. Gandara; H. Furukawa; S. Wan; V. Augustyn; R. Chang; L. Liao; F. Zhou;
E. Perre; V. Ozolins; K. Suenaga; X. F. Duan; B. Dunn; Y. Yamamto; O. Terasaki; O. M. Yaghi
"New Porous Crystals of Extended Metal-Catecholates."
Chem. Mat. 2012, 34, 3511-3513
DOI: 10.1021/cm301194a
  D. D. Medina; V. Werner; F. Auras; R. Tautz; M. Dogru; J. Schuster; S. Linke; M. Doblinger; J. Feldmann; P. Knochel; T. Bein
"Oriented Thin Films of a Benzodithiophene Covalent Organic Framework."
ACS Nano 2014, 4042-4052
DOI: 10.1021/nn5000223
  D. D. Medina; J. M. Rotter; Y. H. Hu; M. Dogru; V. Werner; F. Auras; J. T. Markiewicz; P. Knochel; T. Bein
"Room Temperature Synthesis of Covalent-Organic Framework Films through Vapor-Assisted Conversion."
J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1016-1019
DOI: 10.1021/ja510895m
  D. D. Medina; M. L. Petrus; A. N. Jumabekov; J. T. Margraf; S. Weinberger; J. M. Rotter; T. Clark; T. Bein
"Directional Charge-Carrier Transport in Oriented Benzodithiophene Covalent Organic Framework Thin Films."
ACS Nano 2017, 11, 2706-2713
DOI: 10.1021/acsnano.6b07692
  M. Kriebel; K. Weber; T. Clark
"A Feynman dispersion correction: a proof of principle for MNDO."
J. Mol. Model. 2018, 24, 338
DOI: 10.1007/s00894-018-3874-6
  D. Medina; A. Mähringer; T. Bein
"Electroactive Metalorganic Frameworks."
Isr. J. Chem. 2018, 58, 1089-1101
DOI: 10.1002/ijch.201800110
  E. Virmani; J. M. Rotter; A. Mähringer; T. von Zons; A. Godt, T. Bein, S. Wuttke, D. Medina
"On-surface Synthesis of Highly Oriented Thin Metal-organic Framework Films through Vapor-assisted Conversion."
J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 4812-4819
DOI: 10.1021/jacs.7b08174