来自螺旋相的超薄硒纳米棒：基于线群理论的量子化学研究

《Acta Crystallographica Section A》：Ultrathin selenium nanorods from helical phases: a quantum chemical study using line group theory

量子化学计算表明，由稳定相Se-I（p3121）切出的超薄三斜纳米棒存在自发扭曲变形，导致螺旋轴顺序偏离晶格整数3，而随着厚度增加其趋近但不等于3。来自Se-II'（I4121/acd）的四边形纳米棒则随厚度变化呈现手性（p4122）与非手性（p4c2）交替特性，其中手性纳米棒同样存在螺旋轴顺序偏离（从4开始），而非手性纳米棒则保持稳定。

　　

摘要

对从两种块状硒相中切割得到的超薄纳米棒进行了量子化学计算。分别使用具有三角形单位晶胞和六角形单位晶胞的纳米棒进行了研究，这些纳米棒由对称群 p3₁ 和 p3₁21 描述。这些纳米棒由最稳定的 Se-I (P3₁21) 相制成。研究发现，由 Se-I 相生成的超薄纳米棒在自发扭转变形时不稳定，这种变形会使螺旋轴的排列顺序略微偏离其晶体学上的整数值 3。为了准确描述它们的原子结构，需要使用相应的线对称群并确定每个纳米棒的螺旋轴的确切排列顺序。随着纳米棒厚度的增加，其真实排列顺序会迅速趋近于晶体学上的值，但永远不会完全相等。具有正方形几何形状的纳米棒则由 Se-II′ (I4₁/acd) 相制成，根据其厚度不同，这些纳米棒被分类为手性或非手性结构，分别具有 p4₁22 或 p4c2 对称性。研究表明，正方形纳米棒是一类独特的纳米结构，其手性和非手性性质会随着厚度的增加而交替出现。手性正方形纳米棒在自发扭转变形时不稳定，这会导致螺旋轴的排列顺序偏离晶体学上的整数值 4（与从 Se-I 相切割得到的纳米棒类似）；而非手性正方形纳米棒在自发扭转变形时则保持稳定。