二维配位聚合物(2D MOFs)是近十年来迅速崛起的一类电子材料，凭借其由金属中心与共轭配体自组装形成的d-π共轭网络，展现出优异的电荷传输性能，颠覆了MOFs材料传统上被视为绝缘体的认知。2D MOFs晶格可高度模块化设计，金属离子与有机配体可选种类广泛，同时配位场决定面内电子离域和层间耦合，可有效调控电子物态。此外，晶格尺度影响材料的电子关联和能带色散，2D MOFs独特的长晶格周期有望催生丰富的量子输运效应和自旋相互作用，为研究者提供了一个丰富的框架体系，用于探索各种奇异的凝聚态物理现象。

近日，北京大学材料科学与工程学院窦锦虎课题组(https://dou-group.com/)在Nature Communications发表了题为“Synthesis and Structure of a Non-van-der-Waals Two-Dimensional Coordination Polymer with Superconductivity”的研究成果。该研究团队成功合成了高质量、大尺寸的Cu₃BHT配位聚合物单晶，首次揭示了其精确的晶体结构。研究表明其具有非范德华相互作用的准二维kagome结构，这一发现与之前假设的石墨状层状结构形成鲜明对比，高质量单晶使得可以实现原子级精度的结构测定，表明Cu₃BHT具有层间的Cu-S共价键连接。Cu₃BHT单晶表现出本征金属传输特性，电导率在300 K时达10³S/cm，在2 K时提升至10⁴S/cm。值得注意的是，该单晶在0.25 K时表现出超导转变，结合理论计算进一步阐明了其超导机制，归因于其独特结构引起的电子-声子耦合和电子-电子相互作用增强。

该研究明确了Cu₃BHT单晶结构与超导特性之间的构效关系，为超导配位聚合物的开发奠定了重要基础，并有望推动配位聚合物中量子物态研究的进一步发展。论文的共同第一作者为北京大学材料科学与工程学院的博士研究生潘志超和德国德累斯顿工业大学的黄幸博士，通讯作者为北京大学材料科学与工程学院窦锦虎研究员。主要合作者包括北京大学物理学院王健教授、集成电路学院郑雨晴教授，西湖大学孙磊教授，中国科学院化学研究所徐伟研究员，中国海洋大学张晓明教授，南京大学黎建教授和中国石油大学邢颖教授。

该项工作得到了科技部、国家自然科学基金委等项目大力支持。

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图1. Cu₃BHT的晶体结构信息

图2. Cu₃BHT的电学输运与磁学信息