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在這項工作中，作者首先詳細地展示了合成的紫羅堿衍生物及其相應(yīng)的反離子，這些是構(gòu)建嵌段分子VSi₇:X₂的基礎(chǔ)。通過這些結(jié)構(gòu)，作者能夠探索反離子對相分離結(jié)構(gòu)和電子特性的影響。圖中的化學結(jié)構(gòu)揭示了嵌段分子的設(shè)計多樣性，以及它們在不同反離子作用下可能形成的有序形態(tài)。這些結(jié)構(gòu)的物理外觀，如顏色和質(zhì)地的變化，為理解材料的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的關(guān)系提供了直觀的證據(jù)。結(jié)論表明，通過選擇合適的反離子，可以有效地調(diào)控材料的形態(tài)和導電性，這對于開發(fā)具有特定功能的有機電子材料具有重要意義。下載化學加APP到你手機，收獲更多商業(yè)合作機會。

圖片來源：Adv. Mater.

接下來，作者通過一系列實驗技術(shù)揭示了VSi₇:X₂嵌段分子在不同反離子影響下的形態(tài)和導電性變化。首先，作者通過X-射線光電子能譜（XPS）圖譜展示了VSi₇:X₂在反離子交換過程中Br3p峰的消失，這表明了反離子成功地被替換。接著，通過中角和小角X-射線散射（MAXS/WAXS）技術(shù)，研究者們觀察到了VSi₇:X₂嵌段分子在層狀（B）和柱狀（C）形態(tài)下的散射剖面，這些剖面揭示了材料的微觀結(jié)構(gòu)。此外，作者通過電流-電壓（I/V）曲線的測量，分析了不同反離子對VSi₇:X₂導電性的影響，發(fā)現(xiàn)2D納米結(jié)構(gòu)的VSi₇:Br₂和VSi₇:(Ph₄B)₂相較于柱狀的VSi₇:(BF₄)₂和VSi₇:(ClO₄)₂表現(xiàn)出更高的導電性。這些結(jié)果表明，通過改變反離子，可以有效地調(diào)控材料的電子特性，這對于開發(fā)具有特定功能的有機電子材料具有重要意義。

圖片來源：Adv. Mater.

作者通過固態(tài)紫外-可見光譜（UV-Vis）測量，詳細記錄了VSi₇:(Ph₄B)₂在不同條件下的光學特性變化。首先，作者展示了在持續(xù)的405納米波長光照射下，VSi₇:(Ph₄B)₂的UV-Vis光譜隨時間的變化，這揭示了材料在光刺激下發(fā)生光誘導電子轉(zhuǎn)移的過程（圖3A）。在停止光照射后，VSi₇:(Ph₄B)₂的光譜隨時間的熱衰減過程，這反映了自由基陽離子的穩(wěn)定性（圖3B）。此外，作者通過監(jiān)測607納米處的吸收峰隨時間的變化，進一步觀察了自由基陽離子的衰減動力學，其中紫色部分代表了90分鐘的照射期（圖3C）。VSi₇:(Ph₄B)₂在多次光照射和衰減周期中的UV-Vis光譜變化表明，通過光照射可以實現(xiàn)VSi₇:(Ph₄B)₂的可逆還原和氧化，從而調(diào)控其導電性，這一過程類似于生物神經(jīng)系統(tǒng)中的長期增強現(xiàn)象（圖3D）。

圖3. 在石英片之間（厚度= 10微米）的VSi₇:(Ph₄B)₂的固態(tài)紫外-可見光譜測量

作者通過一系列電流-電壓（I/V）曲線的測量，展示了VSi₇:(Ph₄B)₂在不同處理條件下的導電性變化。首先，為了反應(yīng)材料在光照射和氧化還原過程中導電性的變化，作者記錄了VSi₇:(Ph₄B)₂在未照射、照射30秒后以及在富氧環(huán)境中24小時后的I/V曲線（圖4A）。不僅如此，作者還追蹤了VSi₇:(Ph₄B)₂在經(jīng)過15秒兩次照射后，以及隨后一周自由基衰減期間的導電性，揭示了材料在光刺激下導電性的可逆變化（圖4B）。值得一提的是，通過15秒脈沖照射后的長期增強效應(yīng)，展示了VSi₇:(Ph₄B)₂在光刺激下的導電性增強，這種增強效應(yīng)在30秒的延遲時間后再次照射時仍然存在（圖4C）。此外，VSi₇:(Ph₄B)₂在多次照射周期中，這些周期包括15秒的照射和隨后一周的自由基衰減，結(jié)果表明經(jīng)過多次電壓掃描后，二價陽離子狀態(tài)的導電性顯著增加（圖4D）。

圖片來源：Adv. Mater.