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Regioselective Deposition of Metals on Seeds within a Polymer Matrix

化学 纳米颗粒 纳米结构 格子(音乐) 同种类的 聚合物 沉积(地质) 结晶学 化学工程 纳米技术 有机化学 材料科学 物理 工程类 古生物学 热力学 生物 声学 沉积物
作者
Liliang Huang,Bo Shen,Haixin Lin,Jiahong Shen,Liban Jibril,Cindy Y. Zheng,Chris Wolverton,Chad A. Mirkin
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (11): 4792-4798 被引量:14
标识
DOI:10.1021/jacs.1c11118
摘要

We use scanning probe block copolymer lithography in a two-step sequential manner to explore the deposition of secondary metals on nanoparticle seeds. When single element nanoparticles (Au, Ag, Cu, Co, or Ni) were used as seeds, both heterogeneous and homogeneous growth occurred, as rationalized using the thermodynamic concepts of bond strength and lattice mismatch. Specifically, heterogeneous growth occurs when the heterobond strength between the seed and growth atoms is stronger than the homobond strength between the growth atoms. Moreover, the resulting nanoparticle structure depends on the degree of lattice mismatch between the seed and growth metals. Specifically, a large lattice mismatch (e.g., 13.82% for Au and Ni) typically resulted in heterodimers, whereas a small lattice mismatch (e.g., 0.19% for Au and Ag) resulted in core–shell structures. Interestingly, when heterodimer nanoparticles were used as seeds, the secondary metals deposited asymmetrically on one side of the seed. By programming the deposition conditions of Ag and Cu on AuNi heterodimer seeds, two distinct nanostructures were synthesized with (1) Ag and Cu on the Au domain and (2) Ag on the Au domain and Cu on the Ni domain, illustrating how this technique can be used to predictively synthesize structurally complex, multimetallic nanostructures.
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