中美团队新型手性无机纳米材料研制取得新进展

新华社合肥2月22日电(记者吴兰)记者22日从中国科技大学获悉，俞树鸿院士团队与国家纳米科学中心唐智勇课题组和多伦多大学爱德华·萨金特教授团队通过多方合作，在新型手性无机纳米材料合成方面取得突破性进展。

该结果最近发表在《自然纳米技术》杂志的网络版上。

手性材料在促进生物标志物、手性分析和检测、对映选择性分离、偏振相关光子学和光电子学应用的发展中具有重要意义。

目前，传统的手性纳米材料主要是通过引入手性配体或构建螺旋结构等电偶极矩控制方法来构建的。然而，这种手性材料通常在环境稳定性和导电性方面有局限性，这极大地限制了它们的实际应用。探索新的调控机制和构建新的手性纳米功能材料是突破这一科学瓶颈的新途径。

中国科技大学于书鸿院士、国家纳米科学中心唐智勇研究员团队和多伦多大学爱德华·萨金特教授团队共同开展了多党合作。通过在一维纳米结构单元中定点选择性复合磁性材料，并利用局部磁场调节电偶极矩和磁偶极矩之间的相互作用，首次成功合成了一种新型手性无机纳米材料。

基于材料的间接触角与异质成核生长之间的关系，研究者通过依次引入中间缓冲层来改变材料之间的界面能差，从而解决了传统半导体材料与磁性材料之间的晶格和化学失配问题，并巧妙地实现了磁性材料在不同半导体特定位置的选择性生长。

研究人员发现，在纳米结构中引入局部磁场可以有效控制电偶极矩和磁偶极矩。通过构建这些新型磁光纳米材料，可以实现磁诱导光学活性，为开发新型手性无机纳米材料提供了一条新途径。

研究结果表明，该方法具有较高的通用性，可广泛应用于各种半导体材料和磁性元件之间的耦合，为未来手性光学活性纳米材料的设计和开发开辟了一条新的途径。同时，这种新型磁光半导体纳米材料的成功开发，使得室温下各向异性铁磁性和自旋操纵成为可能，从而为自旋电子学和量子计算技术提供了一个新的材料平台。