Bimetallin nanoheterostruktuureiden siemenvälitteisen kasvun hajoamisen symmetrian alkuperä

Anonim

Siemenvälitteisen kasvun aikana Pd-Au-nano-heterosruktuuri voi olla joko keskisymmetrinen kuori-trisoktahedri tai epäsymmetriset Pd-Au-heterodimeerit. Mikä aiheuttaa bimetallin nanoheterostruktuureiden symmetrian rikkoutumisen? Tuoreessa tutkimuksessa on ehdotettu, että termodynaamisella tekijällä on keskeinen rooli bimetallin nanoheterostruktuureiden symmetrialle rikkoutumisen aikana siemenvälitteisen kasvun aikana.

Nanomateriaalien alalla nanoheterostruktuureiden symmetriasta (esim. Keskiosymmetria tai ei-centrosymmetria) on merkitystä ja se herättää laajaa huomiota, koska se tarjoaa tehokkaan keinon hankkia monimutkaisia ​​rakenteita ja toteuttaa uusia ominaisuuksia, joita yleensä ei voida ymmärtää homogeenisten hiukkasia tai symmetrisiä nanoheterostruktuureja. On kuitenkin suuri haaste tuottaa epäsymmetrisiä bimetaarisia nanoheterostruktuureja siemenvälitteisen kasvun kautta, koska metallien kiderakenteet ovat yleensä suurta symmetriaa. Mitä tulee puolivalmisteisen kuutiorisen (fcc) rakenteen jalometalleihin, bimetaalisten nanoheterostruktuureiden siemenvälitteiseen kasvuun lopputuotteilla on ensisijaisesti siemenmateriaalien symmetria (eli ydin-kuorirakenne). Julkaisussa Science Bulletin, Q. Kuang ja ZX Xie, et al., Ehdotetaan, että kahden metalliyhdistelmän tasapainoinen elektrokemiallinen potentiaali kasvatusliuoksessa (vastaa niiden Fermin tasoja) on liikkeellepaneva voima, joka määrittää termodynaamisesti symmetria rikkoutuu bimetaalisten nanoheterostruktuureiden siemenvälitteisellä kasvulla tai ei, eli muodostamalla joko epäsymmetriset tai keskisymmetriset bimetaaniset nanoheterostruktuurit.

Ehdotettu ajatus osoitti ensin Au-nan nanokuparien siementen välityksellä tapahtuva kasvu. Kun pelkistimen, L-askorbiinihapon konsentraation muuttaminen kasvatusliuoksessa havaittiin Pd-nanokupinsiementen Fermi-pitoisuuksien ja toisen metalli-Au: n suhteellisen sijainnin päinvastaiseen suuntaan, ja vastaavasti rakenteen tuotteita, jotka kehittivät keskisymmetrisen kuoren kuoren trisoktahedrasta epäsymmetrisiin Pd-Au-heterodimeereihin. Tämä johtuu siitä, että kuutioisen Pd-siementen paikallisen elektronin jakauma muuttuisi elektronin siirron vuoksi alkuperäisen heterogeenisen rakenteen jälkeen, mikä vaikuttaa lisäksi Au: n Pd-siemenien edullisiin vähennyskohtiin. Suunnitellun teorian mukaan kehittyminen keskisymmetrisestä kuoren rakenteesta epäsymmetrisiin Pd-Ag-heterodimeereihin toteutui myös samanlaisella menetelmällä. Tämä tulos osoittaa myös, että on täysin mahdollista käyttää ΔVoc, joka on avoimen piirin potentiaalien ero kahden metallielektrodin välillä tietyssä ratkaisussa, kokeellisen kriteerinä bimetallin nanoheterostruktuureiden muodostumismuotojen arvioimiseksi siemen- välitöntä kasvua.

Tässä työssä esitetyt löydöt tarjoavat uudenlaisen näkemyksen bimetaalisten nanoheterorakenteiden muodostumismekanismista termodynamiikan näkökulmasta, mikä voi olla hyödyllistä aikaansaada bimetallisten nanoheterostruktuureiden järkevä suunnittelu erityisillä ominaisuuksilla ja toiminnoilla.

menu
menu