Nature子刊：PbS量子点中的晶格扭曲！

 胶体半导体纳米颗粒由于其极强的量子尺寸效应，也称量子点，具有良好的光伏、热电、光电性能。溶液制程的Pb硫属化物胶体量子点具有尺寸和形状可调，成本低廉等一系列优点，是光伏、热电、光电器件领域的新宠！

        一般来说，Pb硫属化物晶体为岩盐结构，也就是经典的NaCl型结构。虽然其内核和表面在原子配置、化学计量上大不相同，然而，至今为止并没有十分令人信服的证据来论述尺寸减小和表面配体效应对结构扭曲的影响！

 

图1. 7.7 nm PbS量子点的HAADF-STEM表征

 

有鉴于此，Bertolotti等人利用最新的X-ray散射技术以及DFT（密度泛函理论计算）研究了3.2 nm、5.0 nm、7.7 nm三种尺寸，不同表面配体修饰的菱形十二面体Pb硫属化物量子点，得到了以下结论：

 

对于PbS和PbSe，当尺寸小于8 nm时，由于配体引起的拉伸应变，晶格发生扭曲，Pb亚晶格被取代。

 

表面配体不同，所产生的拉伸应变也不同。在这一过程中产生的永久性电偶极子可能对这些量子点的取向附生有所影响。

 

 

图2. 不同尺寸PbS量子点中的晶格扭曲

 

图3. 不同尺寸PbS量子点的形貌变化

 

 

图4. 有机-无机配体交换及其引起的应力

 

 

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Federica Bertolotti, Antonietta Guagliardi, Norberto Masciocchi et al. Crystal symmetry breaking and vacancies in colloidal lead chalcogenide quantum dots. Nature Materials, 2016.