區(qū)域選擇性磁化使能手性半導(dǎo)體異質(zhì)子

由俞樹紅教授(USTC)領(lǐng)導(dǎo)的中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團(tuán)隊(duì)與唐智勇教授(中國國家納米科學(xué)與技術(shù)中心)和愛德華·薩金特教授(多倫多大學(xué))合作，為研究工作提供了新的思路。手性無機(jī)納米材料的研究。研究人員展示了區(qū)域選擇性磁化策略，從而實(shí)現(xiàn)了具有手性活動(dòng)的半導(dǎo)體異類納米庫。

這項(xiàng)名為“半導(dǎo)體納米棒中的區(qū)域選擇性磁化” 的研究文章于1月20日發(fā)表在《自然納米技術(shù)》上。

手性是對(duì)象與其鏡像不可重疊的屬性，在物理，化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域引起廣泛關(guān)注。材料中的整脊活性可以通過電和磁躍遷偶極子來調(diào)節(jié)。迄今為止，手性納米材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)已經(jīng)通過引入手性分子和幾何螺旋結(jié)構(gòu)來提供調(diào)制，但是這些方法限制了它們的環(huán)境不穩(wěn)定性-手性在光照，加熱或苛刻的化學(xué)環(huán)境下會(huì)消失。由于阻礙了朝向表面反應(yīng)物和電極的電荷轉(zhuǎn)移過程，因此可能導(dǎo)致導(dǎo)電性差。這些限制阻礙了手性材料在各個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)一步實(shí)際應(yīng)用。

設(shè)計(jì)磁光納米材料提供了通過局部磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電偶極子與磁偶極子之間相互作用的機(jī)會(huì)，這突顯了另一種有希望的手性方法。為了實(shí)現(xiàn)這種按摩療法活性介質(zhì)，必須在母體納米材料的目標(biāo)位置實(shí)現(xiàn)磁性單元的生長。一維硫族化物半導(dǎo)體納米棒因其高的幾何各向異性，沿納米棒的大電偶極矩，易于組成和尺寸調(diào)制以及在催化，光子學(xué)和電子學(xué)中的應(yīng)用前景廣闊而引人注目，可以作為母體材料。然而，大晶格和化學(xué)錯(cuò)配的宿主和基序材料之間的外延生長，更不用說區(qū)域選擇性生長，提出了技術(shù)挑戰(zhàn)。

為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，研究人員報(bào)告了一種雙緩沖層工程設(shè)計(jì)策略，以實(shí)現(xiàn)在各種半導(dǎo)體納米棒上特定位置的磁性材料的選擇性生長。作者在每個(gè)納米棒的一個(gè)頂點(diǎn)順序地集成了Ag 2 S和Au中間層，以催化Fe 3 O 4納米域的定點(diǎn)生長。由于特定位置的磁場(chǎng)，所產(chǎn)生的磁化異質(zhì)單極體顯示出偏轉(zhuǎn)的電偶極矩。這樣，在沒有手性配體，螺旋結(jié)構(gòu)和手性晶格的情況下，電和磁躍遷偶極子之間的非零相互作用會(huì)引發(fā)手性化活性，這種現(xiàn)象在調(diào)制之外無法觀察到。區(qū)域選擇性磁化策略為設(shè)計(jì)用于手性和自旋電子學(xué)的光學(xué)活性納米材料開辟了一條新途徑。

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