通过金属纳米粒子进行封盖的半导体纳米线有着多功能、协同效应，这种作用在催化、光子学、电子学领域中都非常重要，传统的胶体合成方法中这种复合结构材料的合成需要复杂的晶种生长过程，并且其中不同结构的生长环境各不相同，合成此类材料目前仍没有普适性方法。

有鉴于此，美国西北大学Chad A. Mirkin等报道了一种新颖普适性合成金属-半导体纳米复合材料的方法，通过扫描探针嵌段共聚物光刻、化学气相沉积方法合成。该过程中异质二元金属纳米粒子作为催化剂，控制半导体纳米线封盖在金属纳米粒子（Au、Ag、Co、Ni）上。有意思的一点在于，通过控制异质二元金属的化学组成，能够控制半导体纳米线生长的区域选择性等生长过程。随后作者通过系统性实验过程、DFT计算方法，给出了三种不同的生长过程模型。

本文要点：

（1）

生长方法。在SiN₄的TEM基底上通过扫描探针嵌段共聚物光刻（SPBCL）方法，采用PEO-b-P2VP聚合物和HAuCl₄、AgNO₃、Co(NO₃)₂、Ni(NO₃)₂、SnCl₄等配置的水溶液在TEM基底上构建含有异质金属的阵列，通过六甲基二硅氮烷（HMDS）包覆构建防水结构，随后分别在H₂气氛中10 min提高至150 ℃保持10 h，随后在H₂气氛中1 h内升温到500 ℃，保持10 h。得到二元异质结构金属纳米粒子。随后通过碳热还原方法将SnO₂/炭黑在900 ℃中生长，其中SnO₂作为金属原料，炭黑作为还原剂，在900 ℃中反应2~20 min。这种过程同样能用于In₂O₃、ZnO纳米线的生长过程。

参考文献

Bo Shen, Liliang Huang, Jiahong Shen, Lingyuan Meng, Edward J. Kluender, Chris Wolverton, Bozhi Tian, and Chad A. Mirkin*

Synthesis of Metal-Capped Semiconductor Nanowires from Heterodimer Nanoparticle Catalysts, J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c09222

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c09222