過程工程所等金屬半導體復合物核殼納米結構研究獲進展

　　金屬-半導體復合物的“等離子體協同效應”，使其在光催化，光電器件以及激光等領域都具有廣泛的應用前景。因此，如何精確地控制合成金屬-半導體復合物納米結構，已然成了研究熱點。

　　在雙組份復合系統中，核殼納米結構是最簡單的，也是最有效的結構。但是由于金屬與半導體之間的界面能比較大，使得半導體傾向于自生成核而不是附著在金屬納米顆粒上成核，導致半導體不能均勻地包裹在金屬納米顆粒表面。金屬-半導體復合物核殼納米結構的精確可控合成仍然面臨很大挑戰。

　　近期，中科院過程工程研究所王丹研究員的團隊與新加坡南洋理工大學陳虹宇副教授的團隊合作，以聚乙烯吡咯烷酮為表面活性劑，并且通過調控：(1)外殼物質的成核與生長;(2)外殼在種子上的附著過程;(3)納米種子的分散與聚集過程，研發出了一種將氧化鋅半導體包裹在不同種子(包括金屬、氧化物、聚合物納米顆粒，氧化石墨烯以及碳納米管)表面的普適方法。并且，這種方法不僅局限于以氧化鋅為外殼，還適用于以其他的氧化物或者硫化物為外殼，比如Fe3O4, MnO, Co2O3, TiO2, Eu2O3, Tb2O3, Gd2O3, beta-Ni(OH)2, ZnS，以及CdS等，來合成復合物核殼納米結構。該成果為合成其他復合物核殼納米結構奠定了基礎。相關研究結果發表在國際雜志Journal of the American Chemical Society(2013, 135, 9099?9110)上。

　　上述相關研究得到新加坡科技局(SERC 112-120-2011)以及新加坡國立研究基金會(CRP-4-2008-06)的資助。

合成機理示意圖以及多種核殼結構復合產物的透射電鏡表征