二维六方格子气体晶体通过纳米颗粒掩盖实现形状控制生长
软凝聚态物质
2025-11-11 v1 材料科学
摘要
有机掩盖配体可选择性地结合晶体面部，以调控生长动力学，在无机纳米晶的化学合成中发挥重要作用。然而，由于分子与纳米晶构建块之间的尺寸不匹配，使用掩盖配体实现气体晶体的形状控制具有挑战性。在现有合成路径中，气体晶体的形状由其热力学优先相决定，但独立于晶格对称性地控制其形状对于研究许多固体性质至关重要。本文发展了一种纳米颗粒掩盖策略，用于控制气体晶体的形状和结构异质性。我们使用双锥形金属 Au 作为构建块，通过 DNA 杂交装配成棱柱形气体晶体。在晶体的(111)面上，双锥形金属组成六方格子， featuring 结构空腔以六方格子组织。棱柱形晶体具有被切除的四棱锥晶体形貌，切除程度决定了暴露的面部和晶体形状。我们的表面掩盖策略是引入DNA修饰的纳米球作为有效的掩盖剂，选择性地注册在六方面孔的表面空位上，扮演经典纳米晶生长中有机配体的作用。这种选择性掩盖是通过最大化 DNA 杂交驱动的，导致(111)六方面孔的生长减慢，从而将晶体形状从三维被切除的四棱锥形态改变为二维层状微板，具有结构异质性和形状各向异性。该研究阐明了掩盖剂在气体晶体生长中的重要性，并启发了有效控制气体晶体生长动力学和杂化结构的途径。
引用
@article{arxiv.2511.06630,
title = {Shape-controlled growth of two-dimensional kagome-lattice colloidal crystals through nanoparticle capping},
author = {Rui Huang and Jordan Austin-Frank Wilson and Allen Sun and Artemis Harlow and Zhiwei Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.06630},
year = {2025}
}