纳米材料表面科学的统一电子本质

无机纳米材料在吸附、催化和光发光方面的性质通常受到或主导于粒径、表面配体和配体覆盖度的影响；然而，长期以来一直难以用统一模型普遍理解其 underlying 的物理和化学原理。本综述基于一种通过体相能带向表面化学吸附键竞争性轨道重分布的化学吸附模型，系统阐述了能够统一纳米材料表面科学中结构-性质关系的电子层面原理。尺寸减小增强表面反应性的物理本质在于削弱晶格对表面原子轨道的约束，并放大缺陷等其他结构因素的影响。纳米尺度协同化学吸附（NCC）模型揭示了由于体相能带与表面吸附键之间轨道竞争而驱动尺寸和覆盖度依赖的配体-纳米材料相互作用的普遍物理原理。NCC 理论可解释配体诱导表面效应对电子态、键合强度以及发射能量和量子产率的影响与趋势，涵盖配体封端 Au 纳米簇等表面荧光和 CdSe 量子点等体相带内荧光。竞争性轨道重分布为统一驱动纳米材料表面科学的物理原理提供了崭新的电子视角。