JACS：矩形CdSe二維納米晶體的對稱破缺

【引言】

膠體半導體納米晶體由于其尺寸依賴的光學性質而引起了人們極大的關注。自20世紀90年代初以來，高質量膠體0D納米晶體的合成研究及相應的生長機制得到很大的益處。相比之下，2D納米晶體不發達。對于大多數開發的II-VI二維納米晶體，2006年首次報道CdSe 2D納米晶體的纖維素結構，2008年報道了閃鋅礦結構。2D納米晶體的膠體合成困難與形成機制理解不甚相關，特別是必要的對稱性破壞（對稱性破壞是指沿對稱等效和各向同性方向的優選生長）。

【成果簡介】

近日，浙江大學彭笑剛教授和湖南大學李正教授（共同通訊）在JACS發表了題為“Symmetry-Breaking for Formation of Rectangular CdSe Two-Dimensional Nanocrystals in Zinc-Blende Structure” 的文章，研究二維量子限制的CdSe納米晶體的形成。通過顆粒內成熟快速形成單點中間體，實現了第一個對稱斷裂，其具有垂直于原子平面{100}基底平面的厚度減小。第二個對稱性破壞起源于定向附件中極性和鈍化的{100}側面的不平衡發展。

【圖文導讀】

圖1 CdSe 2D納米晶體的合成，Uv-vis和TEM

（a）CdSe 2D納米晶體的合成方案的示意圖；

（b）純化的CdSe種子和合成的2D納米晶體的UV-vis吸收光譜；

（c）CdSe 2D納米晶體的典型TEM圖像；

（d）CdSe 2D納米晶體的原子模型的側視圖；

（e）具有相應FFT圖案的CdSe 2D納米晶體的HRTEM圖像（插圖）。

圖2 不同條件下，CdSe納米晶體的UV-vis和PL光譜

（a）乙酸鎘和硬脂酸鎘，CdSe納米晶體的UV-vis和PL光譜；

（b）Cd（Ac）2或Cd（St）2，CdSe納米晶體的UV-vis和PL光譜；

（c）油胺，三丁基膦或三辛基氧化膦混合的Cd（Ac）2，CdSe納米晶體的UV-vis。

圖3 具有固定量的Cd（St）2或Cd（Ac）2，三個代表性反應的最終產品的UV-vis

（a）具有固定量的Cd（St）2，2D納米晶體的相對CdSe單位產量與Cd（Ac）2的濃度

（b）面板a中三個代表性反應的最終產品的UV-vis；

（c）固定量的Cd（Ac）2，2D納米晶體的相對CdSe單位產量與Cd（St）2的濃度；

（d）面板c中三種代表性反應的最終產物的UV-vis。

圖4 在250℃下CdSe納米晶體的UV-vis/PL（左）和TEM圖像（右）

CdSe納米晶體的UV-vis/PL（左）及CdSe納米晶體的TEM圖像（右）

圖5 ?CdSe單元在不同溫度下從0D到2D納米晶體的相對轉化率及Arrhenius圖

（a）CdSe單元在不同溫度下從0D到2D納米晶體的相對轉化率；

（b）從單點中間體轉變為二維納米晶體的Arrhenius圖；

（c）Arrhenius圖從種子轉換為單點中間體。

圖6 2D胚胎的表征

（a）通過離心最終溶液等分試樣分離上清液和沉淀物的紫外-可見光譜；

（b）具有標記的幾個代表{110}和{100}面的高分辨率TEM圖像；

（c）種子，單點中間體和2D胚胎的紫外-可見光譜；

（d）在對準主峰之后，單點中間體和2D胚胎之間的吸收特征的重疊比較。

【小結】

閃鋅礦CdSe通過涉及定向附著的復雜機制，生長具有六個{100}面的2D納米晶體，具有厚度，寬度和長度的獨特尺寸。乙酸鎘協助形成單點中間體和定向附著。鏈烷酸鎘能夠選擇性地穩定納米晶體的極化{100}面并將不溶性乙酸酯穿梭到納米晶體的表面。初步結果表明，取向附著機制也適用于其他類型的閃鋅礦鎘硫屬化物2D納米晶體。了解高度對稱的晶體結構中的對稱斷裂有助于了解合成具有獨特光學和光電特性的多組二維納米晶體。

文獻鏈接：Symmetry-Breaking for Formation of Rectangular CdSe Two-Dimensional Nanocrystals in Zinc-Blende Structure（JACS, 2017, DOI: 10.1021/jacs.7b04855）

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