《Nature Synthesis》：胶体纳米晶
编辑：zcniszc 时间：2026年04月03日 访问次数:8
胶体纳米晶nanocrystals (NCs) 的结构演化，有助于研究材料化学机理。通过相变工程，调控纳米晶，可以揭示驱动晶格尺度动态过程（如阳离子交换）的化学与物理关键因素。
近日，芝加哥大学Binyu Wu, Shengsong Yang, Dai-Bei Yang，Paul Alivisatos团队在Nature Synthesis上发文，结合硬颗粒蒙特卡洛元胞自动机模型与合成实验，以纳米晶为模型，实现了从简单立方Cu₃As纳米立方体到六方InAs和GaAs的阳离子交换动力学控制机制。
单胞从立方相Cu₃As到六方相InAs/GaAs的对称性转变，可用元胞自动机模型清晰描述，该模型简化呈现了从立方到球形的结构演变。III–V族材料强共价键特征，突出了动力学控制的关键作用：反应既可沿各向同性路径，形成空心结构，也可沿拓扑外延路径，生成富含堆垛层错的产物。复杂共价键的重构是纳米晶合成的核心基础。
Kinetic-controlled transformations of group-III arsenide nanocubes.图1| 三维硬球元胞自动机模型模拟的形态发生转变过程
图2| 简单立方Cu3As纳米晶与In3+的阳离子交换反应 图3| 异质界面及含堆垛层错的InAs纳米立方晶体学分析通过引入In³⁺或Ga³⁺进行阳离子交换，以立方晶系Cu₃As为模板，成功制备出六方晶系InAs和GaAs纳米结构。通过调控温度（90-200℃）和阳离子浓度比（φ=1-10），实现了从晶体到非晶、从实心到空心等多种产物的可控合成。Wu, B., Yang, S., Yang, DB. et al. Kinetic-controlled transformations of group-III arsenide nanocubes. Nat. Synth (2026). https://doi.org/10.1038/s44160-026-01015-6
