Schnittstellen- und Heterostrukturgestaltung in polyelementalen Nanopartikeln

Nanomaterialien, die als Heterostrukturen entstehen, finden Anwendungen in der Katalyse, Plasmonik und Elektronik. Multielement-Nanopartikel können jetzt auf verschiedene Weise synthetisiert werden, aber wie thermodynamische Phasen in solchen Strukturen entstehen und wie spezifische Schnittstellen zwischen ihnen gestaltet und synthetisiert werden können, ist noch nicht gut verstanden. Wir haben untersucht, wie Palladium-Zinn-Legierungen Phasen mit gemischter Zusammensetzung mit Metallen bilden, die bekannte, aber komplexe Mischbarkeiten aufweisen. Nanopartikel mit bis zu sieben Elementen wurden synthetisiert, und viele bilden triphasige Heterostrukturen, die entweder aus drei- oder zwei-Schnittstellen-Architekturen bestehen. Berechnungen der Dichtefunktionaltheorie und experimentelle Arbeiten wurden verwendet, um das Gleichgewicht zwischen den Oberflächen- und Grenzflächenergien der beobachteten Phasen zu bestimmen. Aus diesen Beobachtungen wurden Gestaltungsregeln für die Herstellung polyelementaler Systeme mit spezifischen Heterostrukturen, einschließlich tetraphasiger Nanopartikel mit bis zu sechs Verbindungsstellen, abgeleitet.