Nano Lett.: 实验结合计算确认亚稳态Ag2Se纳米晶体的晶体结构

第一作者：Bryce A. Tappan, Bonan Zhu, Patrick Cottingham

通讯作者：Richard L. Brutchey

通讯单位：南加州大学

最近，南加州大学Richard L. Brutchey等人在国际知名期刊“Nano Lett."发表题为“Crystal Structure of Colloidally Prepared Metastable Ag2Se Nanocrystals”的研究论文。许多体材料具有多种晶体结构是众所周知的。然而，在纳米尺度上，亚稳态晶体结构比体材料更容易形成，并且具有更多的结构多样性。在胶体Ag2Se纳米晶体中观察到的一种这样的亚稳态晶体结构传统上被称为“四方”相。虽然有关于这种亚稳态晶体结构的化学和性质的报道，但其晶体结构以及电子结构尚未确定。他们报道称，反PbCl2 结构类型（空间群 P21/n）更准确地描述了通过几种不同方法制备的胶体 Ag2Se 纳米晶体的粉末 X 射线衍射和 X 射线总散射模式。密度泛函理论 (DFT) 计算表明，这种类似反PbCl2 的 Ag2Se 晶体结构是一种动态稳定的窄带隙半导体。Ag2Se 的反PbCl2 结构是一种低位亚稳态晶体结构，高于基态 5-25 meV/原子，具体取决于所使用的交换相关泛函。

图1：(a) 对亚稳态 Ag2Se 纳米晶体 (λ = 1.5406 Å) 的实验粉末 XRD 谱图， (b) Günter 和 Keusch 的“四方”相的晶胞， (c) 建议的反 PbCl2 型Ag2Se 晶体结构的晶胞。

图2：从 (a) 25 °C、(b) 120 °C 和 (c) 再次在 25 °C (λ = 0.143 Å) 收集的变温同步加速器 X 射线总散射数据中提取的 PDF

图3：(a) 类似反 PbCl2 的 Ag2Se 相的声子能带结构， (b) 使用 HSE06 混合泛函计算的反PbCl2 相的电子能带结构， (c) 通过搜索 (AIRSS) 以及正交 P212121 和类似 PbCl2 的 P21/n (★) 相获得的结构的总能量与每分子式单位的体积作图， (d) Günter 和 Keusch 报告的 P2 晶胞， (e) (d) 中的晶胞使用 DFT 和 PBEsol 泛函优化

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02045

论文主要通讯作者主页：

http://chem.usc.edu/~brutchey_group/Home.html