西北工业大学/武汉大学Nature Materials
过渡金属二硫族化合物Transition metal dichalcogenide (TMD) 纳米管有望用于在一维极限时探索TMD材料性质。但直接生长具有可控手性的TMD纳米管，仍然具有挑战性。近日，西北工业大学物理科学与技术学院安钦伟Qinwei An等，武汉大学物理科学与技术学院袁声军Shengjun Yuan等，报道了利用金Au纳米粒子的催化化学气相沉积，在硅Si衬底上，直接和容易地生长高质量的二硫化钨WS2和二硒化钨WSe2纳米管。金Au纳米粒子为WS2或WSe2壳层在其表面上的成核，提供了独特的容纳位置，并为随后的纳米管生长提供了种子。研究发现，纳米管的生长模式，对温度很敏感。经细致地温度调控，实现了约79%的WS2纳米管，并具有单一手性角，优选30°（~37%）和0°（~12%）。还演示了合成的WS2纳米管的几何、电子和光学性质如何受到手性的调节。据预计，这种使用Au纳米粒子作为催化剂的方法，将促进具有可控手性的TMD纳米管的生长，并有力促进相关性质和应用研究。Direct growth of single-chiral-angle tungsten disulfide nanotubes using gold nanoparticle catalysts. 基于金纳米粒子催化剂，直接生长单手性角二硫化钨纳米管。
图1:利用金Au纳米粒子nanoparticles，NPs作为催化剂，过渡金属二硫族化合物Transition metal dichalcogenide，TMD纳米管的直接化学气相沉积chemical vapour deposition，CVD生长。
图2:在不同生长温度下，二硫化钨WS2纳米管的结构特征。
图3: 金纳米粒子Au NPs催化的二硫化钨WS2纳米管生长机制和动力学。
图4:二硫化钨WS2纳米管的结构参数、螺旋度和晶面化的相关性。
图5:二硫化钨WS2多壁纳米管的光学和电子特性。文献链接An, Q., Xiong, W., Hu, F. et al. Direct growth of single-chiral-angle tungsten disulfide nanotubes using gold nanoparticle catalysts. Nat. Mater. (2023). https://doi.org/10.1038/s41563-023-01590-5https://www.nature.com/articles/s41563-023-01590-5本文译自Nature。
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