谢兆雄教授课题组与田中群教授课题组合作研究成果发表在《美国化学会志》

发布日期:2013年10月24日   浏览次数:

我室谢兆雄教授与田中群教授对微纳米晶体的形貌和表面结构控制机理展开合作研究,历时四年半,取得了重要进展,相关结果已在化学领域国际顶级刊物J. Am. Chem. Soc. (2013, DOI: 10.1021/ja404371k)在线发表。

晶体的不同晶面往往展现出不同的物理和化学性质,但晶体在生长过程中一般趋于裸露最稳定的晶面。为了研究特定晶面的性质,表面化学家以前只能依靠打磨或定向切割大尺寸晶体。然而,基于大块单晶的研究与实际复杂体系(大多为微纳米晶体)之间还有很大的距离。因此,微纳米晶体的表面结构控制成为近年相关研究的前沿和热点。

尽管这个领域的研究已有十几年了,人们也已经对微纳米晶体的形貌和表面结构控制提出了各种各样的机理,但大部分机理都只针对少数体系。现在预测和设计合成特定表面结构的微纳米晶体依然十分困难,缺少一种普适的调控裸露晶面的方法。谢兆雄教授与田中群教授合作,以热力学定律为基础,从理论的源头推导出裸露晶面的表面能与晶体生长过程的过饱和度成正比。以此理论为指导设计了离子晶体(NaCl)、分子晶体(TBPe)、金属晶体(Au,Pd)的微纳米晶体生长实验,制备出了一系列具有不同表面能晶面裸露的微纳米晶体,所有实验结果均与预期吻合。该机理还解释大部分已报道的微纳米表面结构控制的实验,具有很好的普适性。该理论可以指导微纳米晶面表面结构的控制合成,促进相关应用领域的发展。

该研究是在谢兆雄教授与田中群教授的共同指导下完成的,第一作者(林海昕,直博三年级)与第二作者(雷志超,直博一年级)原为育苗基金项目学生。该研究得到国家重点基础研究发展计划,国家自然科学基金,厦门大学化学基地育苗基金的资助。

论文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja404371k