六方相CuInSe?纳米颗粒的超结构有序性

摘要： 硫属化合物半导体纳米粒子是溶液法制备光电器件极具前景的构建单元。本研究报道了一种新型大规模胶体合成具有六角形片状形貌的亚稳态CuInSe?纳米粒子的方法。粉末X射线衍射分析表明，这些纳米粒子的结构并非简单的六方纤锌矿型CuInSe?（空间群P63mc），暗示了有序超结构的形成。通过高分辨电子显微镜深入探究该结构特征，结果证实合成的CuInSe?纳米粒子内存在未报道过的化学有序排列。具体而言，虽然Se亚晶格以完美纤锌矿子晶胞形式排列，但Cu与In分离占据不同框架位置，形成低对称性畴区。这些畴区在六方Se亚结构中的排布通过形成大量平面缺陷（主要是孪晶和反相边界）来实现。作为半导体材料，该合成材料在0.95 eV处呈现直接光学跃迁，这与密度泛函理论计算评估的电子结构高度吻合。总体而言，这些发现可为设计合成具有独特化学有序排列的其他纳米粒子提供启发，从而为调控本征输运特性提供新途径。