Nature子刊：稀土掺杂纳米晶的控制合成，又是一个任性的主！

对于做纳米材料合成的人来说，如何用一套方法来控制一系列纳米材料的尺寸、形貌和结构，无疑是最大的快乐和成就感！

前天报道了Chad A. Mirkin利用AFM针尖系统制备了Au、Ag、Cu、Co、Ni五种金属全系列共31种合金纳米颗粒，组成可控，不可谓之不深受启发！然而，这种技术，目前而言还是在于启发和艺术，设备和方法太高端，不适合我白！另外，重复性和批次稳定性目测也不可控，大量制备就不用提了。

因此，本文介绍一篇今年年初发表的关于稀土掺杂纳米晶系统控制的制备方法，供大家参考！

 

稀土掺杂纳米晶由于其独特的光学，以及化学、磁等特性，在显示器、光伏器件、防伪、生物传感与成像以及诊疗等领域日见其兴。碱金属稀土氟化物（AREF₄）纳米晶无疑是其中的佼佼者，譬如六方相的β-NaYF₄, β-NaGdF₄, β-NaNdF₄ or β-NaLuF₄等。

 

有鉴于此，悉尼科技大学金大勇课题组和新加国立大学刘小钢课题组合作开发了一种基于油酸的选择性外延生长核壳结构的方法，实现β-AREF₄纳米晶形貌和组分的有效控制。

 

 

图1. OA^-和OAH对不同晶面的结合能区别

 

油酸是制备β-AREF₄纳米晶常用的一种表面活性剂，研究发现，油胺阴离子（OA^-）和油胺分子（OAH）在对纳米晶不同晶面的结合作用有所不同。

通过对OA^-和OAH比例的调控可以定向抑制、促进或者刻蚀纳米颗粒的特定晶面生长，从而在纳米晶表面进行选择性纵向生长、横向生长和刻蚀生长。通过对这几种生长策略的综合，还可以进行迁移生长和三维程序化结构组装，实现50 nm左右单分散纳米晶的多样化样品库。

 

总之，这些异质结构的稀土掺杂纳米晶将有助于更好的理解和深入研究其在光学、磁学、生物、医药等领域的应用。

 

 

图2. NaReF₄纳米晶的定向外延生长

 

 

图3. NaGdF₄的迁移生长

 

  

图4. AREF₄纳米晶的程序化三维构筑

 

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Deming Liu, Xiaoxue Xu, Xiaogang Liu, Dayong Jin et al. Three-dimensional controlled growth of monodisperse sub-50 nm heterogeneous nanocrystals. NATURE COMMUNICATIONS, 2016, 7, 10254.