利用原位液相细胞透射电子显微镜阐明金十面体纳米晶体的生长和形貌演变机制

《ACS Nano》：Elucidating the Growth and Shape Evolution Mechanisms of Gold Decahedral Nanocrystals by In Situ Liquid Cell Transmission Electron Microscopy

纳米晶体生长与形貌调控机制研究

　　

五重孪晶贵金属纳米晶体（NCs），尤其是十面体（Dh）结构，因其晶体结构和物理化学性质而备受关注。然而，精确且高产率地合成Dh NCs仍然是一个挑战，因为它们可以呈现出多种形状（例如星形、Marks形、五边形棒状、Ino形以及规则的Dh形），且这些形状的形成能量相当。在这项研究中，我们利用原位液体细胞透射电子显微镜（LCTEM）技术，通过系统调节实验参数（包括电子剂量率、前驱体浓度和配体添加剂），直接观察了金Dh晶体的生长和形态演变过程。通过调控五重孪晶种子顶点（${\bar{v}}_v）和孪晶界（$ {\bar{v}}_t）的相对生长速率，我们实现了从星形到规则Dh形的可控结构转变。此外，引入不同的表面活性剂分别导致晶体结构从Dh形转变为截断型或延长的五边形纳米棒状。统计定量分析表明，Dh形形态的演变存在一个关键尺寸阈值，该阈值取决于生长速率、表面活性剂的类型和浓度。我们的研究详细阐述了不同Dh形之间的结构转变路径，从而加深了对它们生长和形态演变机制的理解。$$