《先进材料》－王中林江鹏解思深蔡伟－异质结环研究

中科院国家纳米科学中心海外主任王中林、江鹏副研究员等与中心学术委员会副主任、中科院物理所解思深院士以及哈尔滨工业大学蔡伟教授合作，在国家自然科学基金、国家973重大基础研究计划以及国家纳米科学中心创新基金的支持下，以硫化锌为蒸发源，通过真空热蒸发技术，首次成功地制备出双组份氧化锌纳米带/硫化锌纳米带/氧化锌纳米齿异质结齿轮结构。通过场发射扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜对这种结构的表征，研究者们发现这种异质结环状结构形成的主要原因在于氧化锌和硫化锌晶体的晶格失配所产生的张力，即由于硫化锌的晶格大于氧化锌的，因此在氧化锌和硫化锌晶体界面，氧化锌将产生拉伸张力，而硫化锌则产生收缩张力，从而导致整个氧化锌纳米带/硫化锌纳米带/氧化锌纳米齿带状异质结构向有齿的一边弯曲，形成奇特的带状异质结齿轮结构。这种异质结纳米齿轮结构在构造新型纳米光、电器件方面将有着潜在的应用价值。
 
该成果被发表在近期的材料领域一级杂志《先进材料》（Advanced Materials Vol.19, 2319-2323 (2007) ）上。该杂志审稿专家认为，这项研究工作提供了一种新的纳米氧化锌/硫化锌异质结环形成的直接实验证据，这是一个新的发现。
 
具有纤锌矿结构的材料例如氧化锌、硫化锌、氮化镓等都拥有一个共同的特征，那就是阴、阳离子极性面的存在。这种极性面的存在决定了各种奇特的纳米结构的发生。例如，极性电荷诱导的最小能量决定的氧化锌纳米环、纳米弹簧和纳米螺旋的出现以及阳离子面自发极化生长诱导的单边氧化锌纳米梳结构的形成。迄今为止，这些特殊的纳米结构仅在单一组份的材料中被观察到。