Davantage de matériaux pour les applications électroniques pourraient être identifiés, grâce à la découverte d'une nouvelle structure métal-organique (MOF) qui affiche une semi-conduction électrique avec une photoréactivité record, par une collaboration de recherche mondiale impliquant l'Université de Warwick.

Recherche publiée aujourd'hui dans Communication Nature montre comment une photoconductivité élevée et un comportement des semi-conducteurs peuvent être ajoutés aux MOF, qui ont déjà une grande importance internationale pour leurs applications dans le stockage de gaz, détection et catalyse.

Le nouveau travail, menée par des universités au Brésil, le Royaume-Uni et la France - y compris des chercheurs du département de chimie de Warwick - ont découvert que le nouveau MOF a une photoréactivité de 2,5 × 105 A.W-1 - la plus élevée jamais observée.

Le MOF a été préparé en utilisant des ions cobalt (II) et des diimides de naphtalène et de l'acide comme ligands. La structure montre une conduction redox anisotrope, selon les directions du réseau cristallin. Le mécanisme de conduction est sensible à la lumière, et peut être modifié ou modulé en fonction de la longueur d'onde incidente.

Les MOF photoactifs et semi-conducteurs sont rares mais souhaitables pour les dispositifs électriques et photoélectriques.

Ces résultats sont les premiers de ce genre concernant les MOFs et sont le point de départ pour la possibilité de découvrir des matériaux encore plus fonctionnels, affichant des propriétés adaptées aux applications pratiques.

Le potentiel d'utilisation dans les composants électroniques et les dispositifs de photoconversion, comme les cellules solaires et les photocatalyseurs offre un avenir très excitant pour ces matériaux.

Professeur Richard Walton, du département de chimie de Warwick, a commenté :

« Le matériau que nous avons découvert ouvre la voie à de nouvelles applications d'une famille topique de matériaux dans de nombreux domaines allant de la technologie à la conversion d'énergie. Nous illustrons comment les MOF qui combinent des composants organiques et inorganiques peuvent produire des matériaux fonctionnels uniques à partir de produits chimiques facilement disponibles.

"Notre travail a été soutenu par le renforcement des liens de collaboration de Warwick avec les universités brésiliennes et par notre équipement exceptionnel pour l'analyse des matériaux."