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砷化镓纳米线生长与晶体结构的模拟
摘要： 生长具有明确晶体结构的砷化镓（GaAs）纳米线是一项具有挑战性的任务，但对于未来器件的制造可能至关重要。在晶体相选择方面，理论与实验之间的关联有限，使得实验人员只能通过反复试验来实现所需的晶体结构。在本研究中，我们提出了一种建模方法来填补这一空白，该方法结合了经典成核理论、随机模拟以及通过籽晶粒子的质量传输。该模型的主要输入参数是生长物质的流量和工艺温度，这使得模拟具有与实验生长相同的灵活性。模型的输出结果也可以直接与实验观测量进行比较，例如纳米线整个长度上每层双层的晶体结构以及籽晶粒子的成分。因此，该模型能够直接从理论上探究观察到的实验趋势。在此，我们使用该模型模拟了不同砷流量的纳米线生长，其结果与实验趋势高度吻合。通过分析模拟数据，我们为这些实验结果找到了理论解释，为晶体结构如何受到可用生长实验参数的影响提供了新的见解。
关键词： 纤锌矿，闪锌矿，砷化镓，纳米线，模拟
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过调节溶剂组成实现CIGS纳米颗粒亚稳相的选择性合成
摘要： I-III-VI?族化合物在功能性半导体应用中展现出巨大潜力。其中，Cu(In,Ga)S?因其优异的光电性能成为极具前景的候选材料。尽管该材料的多种晶型已引发广泛关注，但针对其相控合成方法的研究仍十分有限。本文报道了通过简单调节溶剂组成实现CIGS纳米粒子亚稳相选择性合成的方法。在湿化学合成过程中，初始晶核的微观结构对最终产物的晶体结构起决定性作用。对于Cu(In,Ga)S?的形成而言，溶剂环境是关键因素——它既能影响单体配位，又能调控Cu-S成核的热力学条件。此外，通过选用纯乙二胺或其与去离子水的混合液作为反应溶剂，可选择性制备纤锌矿和闪锌矿结构的Cu(In,Ga)S?纳米粒子。所合成的纤锌矿型Cu(In,Ga)S?具有1.6 eV的带隙和4.85 cm2/Vs的载流子迁移率，表明其可与六方相CdS构建异质结用于太阳能电池。
关键词： 纳米粒子，纤锌矿，相选择性，闪锌矿，亚稳态，铜铟镓硒（CIGS）
更新于2025-09-23 15:21:01
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不同端基表面配体对闪锌矿结构CuInS?/ZnS量子点光学稳定性和细胞毒性的影响
摘要： 本文开发了一种通过一锅热注射法制备具有闪锌矿晶体结构的CuInS2/ZnS量子点（CuInS2/ZnS QDs）的新方法。制备的核壳CuInS2量子点（CuInS2 QDs）为平均直径约2 nm的均匀球形纳米颗粒，荧光量子产率（QY）约为2.6%。通过在CuInS2 QDs表面包覆ZnS壳层，形成的CuInS2/ZnS QDs表现出显著的荧光发射增强，量子产率约为20%。值得注意的是，所得CuInS2/ZnS QDs的晶体结构为闪锌矿，这一结果通过XRD得到证实。考虑到这些小分子有机配体（巯基乙酸TGA、硫代甘油TGC和巯基乙胺MEA）末端基团的差异，进一步选用它们作为配体交换分子对CuInS2/ZnS QDs表面配体进行修饰。实验表明，在生理条件下，TGC修饰的CuInS2/ZnS QDs展现出优异的光稳定性。为研究配体分子对CuInS2/ZnS QDs生物相容性的影响，测试了三种不同末端基团配体修饰的CuInS2/ZnS QDs对A549细胞的毒性。结果显示：在三类配体修饰的量子点中，TGC包覆的CuInS2/ZnS QDs细胞毒性最低，而MEA包覆的量子点毒性最高。这些结果为CuInS2/ZnS QDs在生物领域应用时如何选择表面配体提供了重要依据。
关键词： 闪锌矿、光稳定性、CuInS2/ZnS量子点、细胞毒性、表面配体
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用纳米粒子阳离子交换反应实现纤锌矿和闪锌矿结构ZnS、CdS及CuInS?的结构选择性合成
摘要： 对于含有同一化学组成多种不同晶体结构的多态固态体系，精准定向合成特定结构是一项重要的合成能力。阳离子交换反应可通过替换阳离子亚晶格，将不断丰富的金属硫属化物纳米晶转化为不同物相，同时往往能保持形貌和晶体结构不变。然而，目前仅少数案例证明可通过纳米晶阳离子交换反应选择性获得多态体系中的多个不同物相。本研究显示，经Cd2?、Zn2?和In3?阳离子交换后，罗克斯比矿（六方）和辉铜矿（立方）结构的Cu???S纳米颗粒分别转变为纤锌矿（六方）和闪锌矿（立方）结构的CdS、ZnS及CuInS?。这些产物保留了硫化铜模板预设的阴/阳离子亚晶格特征，且各物相形成时均排除了其他已知晶体结构。该研究显著拓展了多态体系中结构选择性阳离子交换反应的应用范围。
关键词： 闪锌矿、阳离子交换反应、纤锌矿、硫化锌、金属硫属化物纳米晶体、硫化镉、多晶固态体系、铜铟硫
更新于2025-09-04 15:30:14