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Adv Mater. 2015 Dec 22;27(48):7993-9. doi: 10.1002/adma.201503448. Epub 2015 Nov 06.

Complementing Graphenes: 1D Interplanar Charge Transport in Polymeric Graphitic Carbon Nitrides.

Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)

Christoph Merschjann, Stefanie Tschierlei, Tobias Tyborski, Kamalakannan Kailasam, Steven Orthmann, Dirk Hollmann, Thomas Schedel-Niedrig, Arne Thomas, Stefan Lochbrunner

Affiliations

  1. Institut für Physik, Universität Rostock, Universitätsplatz 3, D-18055, Rostock, Germany.
  2. Fachbereich Physik, Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, D-14195, Berlin, Germany.
  3. Institut für Organische Chemie, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 55, D-70569, Stuttgart, Germany.
  4. Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie, Max-Born-Straße 2, A, D-12489, Berlin, Germany.
  5. Institut für Chemie/Funktionsmaterialien, Technische Universität Berlin, Hardenbergstraße 40, D-10623, Berlin, Germany.
  6. Institute of Nano Science and Technology (INST), Habitat Centre, Phase-10, Sector-64, 160062, Mohali, Punjab, India.
  7. Institut für Chemie/Festkörperchemie, Technische Universität Berlin, Straße des 17. Juni 135, D-10623, Berlin, Germany.
  8. Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock (LIKAT), Albert-Einstein-Straße 29a, D-18059, Rostock, Germany.
  9. Institut Solare Brennstoffe/Solar Fuels, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Hahn-Meitner-Platz 1, D-14109, Berlin, Germany.

PMID: 26543003 DOI: 10.1002/adma.201503448

Abstract

Charge transport in polymeric graphitic carbon nitrides is shown to proceed via diffusive hopping of electron and hole polarons with reasonably high mobilities >10(-5) cm(2) V(-1) s(-1). The power-law behavior of the ultrafast luminescence decay exhibits that the predominant transport direction is perpendicular to the graphitic polymer sheets, thus complementing 2D materials like graphene.

© 2015 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

Keywords: carbon nitride; charge transport; low-dimensional materials; organic semiconductors; photocatalysis

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