胶体半导体纳米晶合成有了新方法

本报讯 记者11月26日从中科大获悉，该校俞书宏教授课题组与多伦多大学研究人员合作，提出一种胶体半导体纳米晶合成的新方法，即“脉冲式轴向外延生长”方法，成功制备了尺寸、结构可调的一维胶体量子点-纳米线分段异质结。该成果11月23日发表在著名学术刊物《自然·通讯》上，为今后设计开发新型高效光催化剂提供了新途径。

设计新型半导体纳米材料以捕获太阳能并实现高效光化学转化，是解决当前全球能源与环境危机的理想途径之一。胶体量子点具有尺寸可调的光学和电学特性，因而作为一种重要的光催化剂材料在太阳能转化领域备受青睐。该研究团队提出一种“脉冲式轴向外延生长”新策略，利用硫化锌纳米线对硫化镉量子点的晶面选择性钝化作用，同时实现量子点表面的有效钝化和光生载流子的有效转移。理论计算表明，锌和镉原子在硫化银固相催化剂中的嵌入能差异，使得在镉前驱物存在时能优先生长硫化镉，因而可通过控制镉前驱物加入，调控硫化镉量子点-硫化锌纳米线结构参数。

该方法高度灵活，可对量子点的尺寸、数量、间距和晶相进行精准控制。以光催化水分解为例，这种量子点-纳米线结构的光催化制氢效率较纯的硫化镉量子点明显提高，其中单位质量硫化镉的催化活性相比于纯量子点材料提高了一个数量级。该合成策略还有望在激光、单光子源以及单电子探测等方面展现出独特的应用价值。（记者：桂运安）