氢键动力学转变诱导的金属-绝缘体相变 | 进展

中国科学院物理研究所的研究团队通过在窄带隙无机半导体SnSe2中插入有机分子1,3-丙二胺（DAP），利用氢键的动态转变实现了电阻率变化7个数量级的金属-绝缘体相变（MIT）。研究发现，DAP分子中的氨基（-NH2）基团在高温下无序旋转，导致氢键持续处于“断开”和“成键”的状态，而在低温下旋转被“冻结”，这种“动态-静态”转变引起了电阻率的显著变化。通过S取代Se，MIT转变温度可提升至近室温。该研究不仅揭示了氢键在调控电学性质方面的潜力，还为分子电子器件的设计提供了新思路，具有在生物传感和柔性电子器件等领域应用的广阔前景。