美国布朗大学Ou Chen教授今日Nature：来自去顶四面体量子点中的超结构

【前言】

从纯数学到工业设计，形状组装是许多学科都感兴趣的，并且一直是一个活跃的研究课题。甚至最简单的柏拉图形状，四面体，当被组装在一个确定的空间中时，也会变得复杂，因为它不在欧几里德几何的三维（3D）空间中平铺。在研究人员提出四面体可能具有任何凸形的最低堆积密度之后，它们排列成的致密相就引起了科研人员极大的兴趣。到目前为止，四面体填充的数学构造已经取得了相当大的进展，这包括以准晶方式组装四面体的开创性工作。与广泛的数学研究不同，这一领域的实验成果报道很少。组装四面体的复杂超结构，尚未通过实验观察到。

【成果简介】

近日，来自美国布朗大学的Ou Chen教授（通讯作者）在Nature上发表文章，题为“Superstructures generated from truncated tetrahedral quantum dots”。作者报道了通过控制组装条件，将去顶四面体量子点（TTODs）纳米晶体组装成三种不同的超结构——一维手性四螺旋、二维准晶近似超晶格和基于三维团簇的体心立方单晶。利用实空间和倒易空间中的技术，作者团队成功地表征了从纳米晶体平移有序到单个量子点的原子取向排列的超结构。作者的组装模型表明，纳米晶超结构的形成主要是由四面体的各向异性斑片状引起的选择性面对面接触所决定的。这项研究提供了关于将非球形纳米晶体组装成复杂超结构的信息，并可能增强自组装纳米晶超材料在实际应用中的潜力。

【图文导读】

图1. TTQD构件和四螺旋组件的特性

图2. 基于3D团簇的bcc单晶的表征

图3. 具有试探性准晶近似超结构的2D超晶格的表征

【总结】

作者发现TTQDs可以自组装成三种不同的超结构:一维手性四螺旋、二维准晶近似超晶格和基于3D团簇的bcc超晶体。据作者所知，这些结果为由单组分四面体组装的复杂超结构提供了第一次实验观察。通过利用TTQDs的原子晶相和独特的组装超结构，在实空间和倒易空间中使用表征技术阐明了TTQDs组装的细节。此外，作者还确定了熵和焓共同诱导的特定面接触，这是不同维度超结构形成的主要驱动力。这项研究不仅展示了四面体形纳米材料的基本组装策略，还推动了纳米晶体组件在原子、纳米和宏观材料上扩展的势头朝着更高的复杂性发展。

文献链接：Superstructures generated from truncated tetrahedral quantum dots，(Nature, 2018, DOI: 10.1038/s41586-018-0512-5)

本文由材料人编辑部学术组Z. Chen翻译，欧洲足球赛事 整理编辑。

欧洲足球赛事 网专注于跟踪材料领域滚球体育 及行业进展，如果您对于跟踪材料领域滚球体育 进展，解读高水平文章或是评述行业有兴趣，点我加入编辑部。

欢迎大家到材料人宣传滚球体育 成果并对文献进行深入解读，投稿邮箱tougao@cailiaoren.com。