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我學者合成新型手性無機納米材料最新發現與創新

發布時間:2020-02-25  來源:科技日報

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  科技日报合肥2月24日电 (记者吴长锋)记者24日从中国科学技术大学获悉,该校俞书宏院士团队与同行合作,首次通过在一维纳米结构单元中定点选择性复合磁性材料,利用局域磁场调制电偶极矩与磁偶极矩之间的相互作用,成功合成了一类新型手性无机纳米材料。该成果日前在线发表于《自然·纳米技术》杂志上。

  手性材料對于推動生物標記、手性分析和檢測、對映異構體選擇性分離、偏振相關光子學和光電子學應用等領域的發展具有重要意義。目前,傳統手性納米材料主要是通過引入手性配體或構造螺旋結構等電偶極矩調控方式構築,但這類手性材料在環境穩定性和導電性方面通常存在局限性,極大地限制了其實際應用。探索新的調控機制並構築新型手性納米功能材料是突破這一科學瓶頸的新途徑。

  俞書宏院士團隊長期開展功能無機納米材料的合成方法學研究,他們基于材料間接觸角與異質成核生長的相互關系,提出了一種“雙緩沖層設計”合成策略,通過次序引入中間緩沖層改變材料間的界面能差異,從而解決了傳統半導體材料與磁性材料間的晶格和化學失配問題,巧妙地實現了磁性材料在不同半導體特定位置的選擇性生長。

  研究人員發現,在納米結構中引入局域磁場可實現對電偶極矩與磁偶極矩的有效調控。通過構築這類新型磁光納米材料,能夠實現磁誘導光學活性。研究結果表明,該方法具有高度普適性,可廣泛用于多種半導體材料與磁性組分間的耦合,爲今後設計開發手性光學活性納米材料開辟了新途徑。同時,這種新型磁光半導體納米材料的成功開發使得在室溫下的各向異性鐵磁性以及自旋操控成爲可能,從而有望爲自旋電子學和量子計算技術提供新的材料平台。

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