最新Nature:胶体金刚石

【引言】

立方金刚石晶体结构的自组装胶体纳米颗粒被认为可以用于制备具有光子带隙的材料。这类材料可以抑制光的自发发射，从而有望应用于制造光过滤装置、激光谐振腔等器件以发展新型光富集技术。然而，由于颗粒在金刚石晶格中为四面体配位状态，实现胶体金刚石的自组装行为一直颇具挑战。

【成果简介】

纽约大学的Stefano Sacanna和David J. Pine（共同通讯作者）等人通过利用部分压缩的四面体簇以及可伸缩的粘性补丁（patch）颗粒实现了胶体立方金刚石的自组装行为。这一自组装过程主要基于补丁-补丁吸附行为与立体互锁机制的结合，其中立体互锁机制可以实现选择性交错键取向的功能。光子能带结构计算结构揭示了该自组装材料的晶格具有宽泛、完全的光子带隙。而在自组装立方金刚石结构中的胶体颗粒被高度约束，具有力学稳定性，能够在干燥条件下维持金刚石的结构。基于以上结果，研究认为这类金刚石结构可以作为理想模板用于制备具有立方金刚石对称性的新型光子晶体材料。2020年09月23日，相关成果以题为“Colloidal diamond”的文章在线发表在Nature上。

【图文导读】

图1胶体金刚石晶格模型示意图

图2 压缩四面体簇的合成

图3立方金刚石胶体晶体的结晶

图4 压缩比率与相对能带的关系

文献链接：Colloidal diamond（Nature, 2020, DOI: 10.1038/s41586-020-2718-6）

本文由材料人学术组NanoCJ供稿。

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