Een USTC-team onder leiding van Prof. Shu-Hong Yu (USTC), in samenwerking met Prof. Zhiyong Tang (Nationaal Centrum voor Nanowetenschap en Technologie, China) en Prof. Edward H. Sargent (Universiteit van Toronto), heeft nieuw licht geworpen op het onderwerp van chirale anorganische nanomaterialen. Onderzoekers demonstreerden een regioselectieve magnetisatiestrategie, het bereiken van een bibliotheek van halfgeleidende heteronanorods met chiroptische activiteiten.

Het onderzoeksartikel, getiteld "Regioselectieve magnetisatie in halfgeleidende nanostaafjes, " werd gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie op 20 jan.

Chiraliteit - de eigenschap van een object dat niet kan worden gesuperponeerd met zijn spiegelbeeld - is van wijdverbreid belang in de natuurkunde, scheikunde en biologie. Chiroptische activiteit in materialen kan worden afgestemd door elektrische en magnetische overgangsdipolen. Daten, de chemische constructie van chirale nanomaterialen is bereikt door de introductie van chirale moleculen en geometrisch spiraalvormige structuren om modulatie te bieden, maar deze methoden beperken hun omgevingsinstabiliteit - chiraliteit verdwijnt onder verlichting, verwarming of in een agressieve chemische omgeving. Een slechte geleidbaarheid kan het gevolg zijn, omdat ladingsoverdrachtsprocessen naar oppervlaktereactanten en elektroden worden belemmerd. Deze beperkingen belemmeren verdere praktische toepassingen van chirale materialen op verschillende gebieden.

Het ontwerpen van magneto-optische nanomaterialen biedt de mogelijkheid om de interacties tussen elektrische en magnetische dipolen te moduleren via het lokale magnetische veld, het onderstrepen van een andere veelbelovende benadering om chiraliteit mogelijk te maken. Om dergelijke chiroptisch actieve media te materialiseren, de groei van magnetische eenheden moet worden bereikt op gerichte locaties van oorspronkelijke nanomaterialen. Eendimensionale chalcogenide halfgeleider nanostaafjes onderscheiden zich door hun hoge geometrische anisotropie als overtuigende kandidaten om als moedermateriaal te dienen. groot elektrisch dipoolmoment langs nanostaafjes, gemak van compositie en groottemodulaties, evenals veelbelovende toepassingen in katalyse, fotonica, en elektronica. Echter, de epitaxiale groei tussen gastheer- en motiefmaterialen van grote roosters en chemische mismatches, laat staan ​​de regioselectieve groei, technische uitdagingen te bieden.

De uitdaging aangaan, onderzoekers rapporteerden een engineeringstrategie met dubbele bufferlaag om de selectieve groei van magnetische materialen op specifieke locaties op een breed scala aan halfgeleidende nanostaafjes te bereiken. De auteurs integreerden Ag . achtereenvolgens ₂ S- en Au-tussenlagen aan één top van elke nanostaaf om de plaatsspecifieke groei van Fe . te katalyseren ₃ O ₄ nanodomeinen. Vanwege het locatiespecifieke magnetische veld, de resulterende gemagnetiseerde heteronanorods vertonen afgebogen elektrisch dipoolmoment. Op deze manier, de niet-nul interactie tussen elektrische en magnetische overgangsdipolen induceert chiroptische activiteit in de afwezigheid van chirale liganden, spiraalvormige structuren en chirale roosters - een fenomeen dat buiten modulatie niet wordt waargenomen. De regioselectieve magnetisatiestrategie opent een nieuwe weg naar het ontwerpen van optisch actieve nanomaterialen voor chiraliteit en spintronica.