“雷射選擇性表面氣化”可控合成單分散膠體納米晶

《“雷射選擇性表面氣化”可控合成單分散膠體納米晶》是依託天津大學，由楊靜擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：“雷射選擇性表面氣化”可控合成單分散膠體納米晶
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊靜
• 依託單位：天津大學

項目摘要

單分散膠體納米晶是組裝先進功能納米器件的理想單元,雷射液相燒蝕法作為一種發展潛力巨大的常溫、綠色、高效的納米材料合成工藝，卻仍存在納米晶尺寸不均勻這一制約其發展的嚴重問題。雖然研究人員在雷射破碎使貴金屬納米晶均勻細化方面已開展了一些工作，但由於尚缺少精巧而合理的設計，納米晶尺寸均勻性仍不甚理想。本項目提出利用雷射選擇性表面氣化，通過合理的設計，使被雷射輻照的非均勻納米晶只發生表面氣化，尺寸逐漸減小且趨向均勻，最終達到略小於表面氣化臨界尺寸為止，納米晶不再氣化，形成單分散膠體納米晶。本項目將利用這一普適思路可控制備各種金屬、半導體單分散膠體納米晶（尺寸分布＜5%），闡明雷射能量密度、溶劑和表面活性劑的介電常數對納米晶均衡尺寸的調控作用，及脈衝雷射輻照的非平衡條件下，表面氣化納米晶的變化規律。本項目將突破雷射法在合成尺寸均勻納米晶方面的瓶頸，為單分散膠體納米晶的可控合成開闢一條新途徑。

結題摘要

粒徑高度均勻的單分散膠體納米晶往往具有獨特的光、電、磁學等性能，是組裝先進功能納米器件的理想單元。而雷射液相燒蝕法作為一種發展潛力巨大的常溫、綠色、高效的納米材料合成工藝，卻仍存在納米晶尺寸不均勻這一制約其發展的嚴重問題。針對以上問題，本項目提出“雷射選擇性表面氣化”可控合成膠體納米晶的合成策略，並利用這一普適思路可控制備各種金屬、半導體單分散膠體納米晶，闡明雷射能量密度、溶劑和表面活性劑的介電常數對納米晶均衡尺寸的調控作用，及脈衝雷射輻照的非平衡條件下，表面氣化納米晶的變化規律。本項目取得重要結果如下：1、採用雷射法可控合成了鎘、鋅等多種單分散非貴金屬膠體納米晶，闡明了“雷射選擇性表面氣化”機制，建立了“尺寸選擇性表面逐層氣化”模型。2、單分散鎘膠體納米晶具有強烈的深紫外等離激元特性，消光效率高於文獻報導的其他金屬納米顆粒。3、以單分散鋅納米晶為模板，利用Kirkendall效應，首次合成出硒化鋅納米空心球，自組裝成減反膜，獲得近90%的近紅外增透性能。4、鋁納米顆粒自組裝結構具有大面積、高密度“熱點”的等離激元特性，紫外SERS增強因子遠遠高於已報導的其他鋁納米結構，達到了貴金屬水平。5、實現了單分散半導體納米晶的“自上而下”雷射可控合成，揭示了“尺寸選擇性氣化”機制和“局部拉莫生長”機制。本項目突破了雷射法在合成尺寸均勻納米晶方面的瓶頸，為單分散膠體納米晶的可控合成開闢一條新途徑。