近期,太阳集团1088vip、廣東省功能配位超分子材料重點實驗室吳濤教授與美國加州河濱分校馮萍雲教授合作以太阳集团app首页為第一通訊單位在綜合性期刊《國家科學評論》上發表了題為“Atomically precise metal chalcogenide supertetrahedral clusters: frameworks to molecules, and structure to function”的綜述論文(Natl. Sci. Rev. 2022, Vol. 9, nwab076, 影響因子17.275)。
圖1. 金屬硫族超四面體團簇的發展曆程。
利用原子或分子級精确結構模型來揭示塊體或納米功能材料的本征特性是合成化學與材料化學研究者的共同興趣點和關注點,亦是化學基礎學科與材料應用學科融合發展的關鍵所在。團簇是由幾個乃至成百上千原子或離子組成的聚集體,是介于微觀原子和宏觀體相物質間的重要中間狀态。全面深入理解納米尺度團簇的組成、結構與性質間的關聯,對精确調控性能并擴展其應用範圍至關重要。在衆多類型納米團簇體系中,金屬硫族超四面體團簇尺寸均一,分子結構明确,且具有半導體性質,因而備受學界關注。值得注意的是,金屬硫族超四面體團簇可被看作是閃鋅礦(即立方相硫化鋅)結構的規則四面體形碎片單元。該類型團簇的組成和結構與傳統Ⅱ-Ⅵ/Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ半導體納米晶(俗稱量子點)非常相似,但彌補了傳統量子點體系尺寸不均一、内外結構不精确的劣勢,因此常被看作是原子級精确的超小“量子點”模型,被用以研究傳統量子點模型難以處理的功能機制問題,例如特定摻雜位點主導的構效關聯等。
該綜述從以下四個方面對金屬硫族超四面體半導體團簇的發展曆程進行了系統總結與展望:1)通過發展具有不同尺寸和組分的團簇單元以及簇間連接模式,構築晶态簇基半導體框架材料,彌補傳統無機氧化物分子篩微孔材料在光電應用方面的不足;2)實現超四面體團簇在超晶格中的離散化以及簇基微晶在多種溶劑中的可分散性,為半導體分子團簇的溶液化處理和器件化制備提供可能與便利;3)探索超四面體團簇的“組分-結構-性質”三者間關聯,為在原子層面精确調控團簇功能特性提供理論指導;4)拓展超四面體團簇和簇基半導體框架材料的功能應用,尤其是在氣體吸附分離、熒光成像、光電催化、放射性核素去除以及X射線光電檢測方面的潛在應用。
此項工作得到國家自然科學基金項目的資助。
原文鍊接:https://academic.oup.com/nsr/article/9/1/nwab076/6261190