金属纳米粒子(NPs)包裹的半导体纳米线（NWs）具有多功能和协同性，在催化、光子学和电子学等领域具有重要的应用价值。采用传统胶体合成这类杂化结构一般需要复杂的顺序种子生长，其中每个部分都需要一组自己的生长条件，而且并不具备通用性。

近日，美国西北大学Chad A. Mirkin报道了一种新的、通用的制备金属−半导体纳米杂化材料的策略，该方法是基于粒子催化剂，并通过扫描探针嵌段共聚物光刻和化学气相沉积制备。

文章要点

1）在这一过程中，金属杂二聚体纳米颗粒被用作NWs生长的催化剂，形成覆盖有金属颗粒（Au、Ag、Co、Ni）的半导体NWs。有趣的是，纳米粒子上纳米粒子的生长过程是区域选择性的，并受所使用的金属杂二聚体的化学组成控制。研究人员观察到并揭示了三种不同的NWs生长模式：只在一个金属畴上生长，在两个金属畴之间插入以及在两个金属畴的界面生长。

2）实验结果表明，多金属封端纳米颗粒的结构具有热力学稳定性，此外，密度泛函理论（DFT）计算结果证实，其空间分布是最有利的能量结构。

该研究工作为利用异质结构催化剂可控合成半导体纳米线提供了基础和通用指导，使人们能够制备具有高区域选择性的金属−半导体纳米杂化材料。此外，可以与其他方法相结合来控制NWs形貌和晶体结构，有望在催化领域在制氢、有机污染物降解、CO2还原等重要反应得到广泛应用。

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

DOI: 10.1021/jacs.0c09222

https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c09222