从球体到多脚体:通过分子动力学模拟研究的CdSe纳米晶体的热诱导过渡
Zhaochuan Fan1, Anil O Yalcin, Frans D Tichelaar
1Process and Energy Laboratory, Delft University of Technology, Leeghwaterstraat 44, 2628 CA Delft, The Netherlands.
Journal of the American Chemical Society
|March 27, 2013
概括
加热球形混合物 (ZB) 纳米晶体 (NCs) 诱导阶段转换为石 (WZ) 结构,形成四足动物或八足动物. 这种转变是由空缺介导的,而不是滑动机制,并且取决于尺寸和温度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 混合物 (ZB) 和石 (WZ) 是半导体纳米晶体 (NC) 中常见的晶体结构.
- 在NC中相变化对于调整它们的属性至关重要,但研究起来很复杂.
- 了解NC形状演变是电子和光电子应用的关键.
研究的目的:
- 在加热后研究混合物 (ZB) 化 (CdSe) 纳米晶体 (NC) 中相变的机制.
- 为了确定温度和NC大小对转换路径的影响.
- 阐明空缺职位在ZB到WZ阶段过渡中介的作用.
主要方法:
- 在不同温度和大小的球形ZB CdSeNCs的分子动力学 (MD) 模拟.
- 在模拟过程中对原子重新排列和相变的分析.
- 模拟结果与实验高分辨率传输电子显微镜 (HR-TEM) 数据的比较.
主要成果:
- 球形ZBNC通过局部ZB到WZ相变换转化为四足或八足形状.
- 这种转变是通过在ZB{111}平面上形成移动 (Cd) 空缺的媒介,而不是通过滑动.
- 转变动态取决于温度和NC大小,发生在30 ns内.
- 四足体结构的潜在能量低于具有相似原子组成的ZB球体.
结论:
- 加热诱导了CdSeNC中的空隙介导的ZB-to-WZ相变的新型变化,导致异构形状.
- 模拟MD准确地捕捉了实验观察到的复杂的转换机制.
- 这些发现为半导体NCs的增长机制和形状控制提供了洞察力.
