阳离子交换法合成Au?S过程中阴离子亚晶格的转变（源自Cu???S纳米晶体）

摘要： 阳离子交换是一种多功能的后合成技术，通过保留阴离子亚晶格实现了亚稳态纳米晶的合成。本研究报道了利用Cu2-xS纳米晶进行阳离子交换制备亚稳态Au2S的机理细节。该转化过程需要阴离子亚晶格从Cu2-xS的六方密堆积（hcp）转变为Au2S的体心立方（bcc）结构，并伴随晶胞膨胀。配体环境对反应驱动力起关键作用：油胺的存在使转化可在室温下进行，而三辛基膦的加入则会抑制反应。通过对刻面纳米晶及部分阳离子交换纳米晶的透射电镜（TEM）研究，证实反应沿锥形晶面呈高度定向方式进行。鉴于XRD和TEM显示阳离子交换能产生高质量纳米晶，采用紫外-可见光谱（UV-Vis）和拉曼光谱表征了亚稳态Au2S纳米晶的光电性质。Tauc图分析显示其带隙为2.6 eV，并鉴定出265 cm-1和329 cm-1两个本征拉曼模。结合密度泛函理论（DFT）对结构、能带、光谱及声子谱的计算结果与实验数据，进一步深化了对Au2S纳米晶特性的认知。