在过去的三十年里，半导体纳米晶体（NCs）由于其量子限制效应（quantum confinement effect）引起了人们的广泛关注，在发光二极管(LED)、光电探测器、太阳能转换和生物医学成像等领域显示出巨大的应用潜力。研究发现，根据初始核材料的不同，选择不同的壳材料生长，可以形成不同的核/壳NCs，其在应用中的性能也不同。

近日，香港城市大学Andrey L. Rogach报道了一种胶体方法，直接在CuInSe₂（CISe）核NCs上生长CuInS₂（CIS）壳，形成CISe/CIS核/壳纳米结构。

文章要点

1）通过调节硫前驱体（叔十二硫醇，t-DDT）的量，可以控制CIS壳层的物相为立方黄铜矿（CP）或六方纤锌矿（WZ），从而形成CP-CISe/CP-CIS或CP-CISe/WZ-CIS胶体核/壳纳米结构。

2）对于CPCISe/CP-CIS纳米结构，最初在CP-CISe核上外延形成CP-CIS壳，以生产出薄而均匀的CIS壳。进一步添加CIS前体会诱导岛状生长，形成分支的CIS壳，最终，过量的CIS前体会诱导形成独立的CIS NCs。当硫前驱体t-DDT的量减少时，在WZ晶体结构中形成CIS壳层，从而在CP-CISe/WZ-CIS核/壳纳米结构的形成过程中表现出截然不同的演化过程。

3）单层WZ-CIS外壳首先覆盖CISe核NCs的某些选定面。CIS前体所占比例较高，CIS壳会在CISe核NCs的不同侧面上层叠多层CIS壳。如果过量，则CIS前体也可以产生六角形的CIS纳米片。

4）CIS外壳生长后，最终的CISe/CIS核/壳NCs的光致发光量子产率（PLQY）比最初仅含CISe核的NCs的0.4%的PLQY略有提高，约为1−2%，而尺寸较小的CISe核NCs甚至可以获得更高的PLQY（8%）。

Jiajia Ning, et al, Phase-Controlled Growth of CuInS₂ Shells to Realize Colloidal CuInSe₂/CuInS₂ Core/Shell Nanostructures, ACS Nano, 2020

DOI：10.1021/acsnano.0c04660

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.0c04660