金属氧化物纳米晶在光电器件制备和近/中红外外区域局域表面等离子体共振（LSPR）应用中有着举足轻重的作用，而实现对金属氧化物纳米晶的可控掺杂是其性能可控调节的重要途径。但是由于受到合成方法的限制，目前对于许多金属氧化物主体，可控地实现不同掺杂剂类型和掺杂浓度的调控仍然具有挑战。
近日，我院马万里教授课题组与美国印第安纳大学伯明顿分校Xingchen Ye教授课题组合作在《Nature Communications》上以“Tuning infrared plasmon resonances in doped metal-oxide nanocrystals through cation-exchange reactions”为题发表论文(Nat. Commun., 2019, 10, 1394)。研究团队成员首次利用阳离子交换的方法，将多种离子（Cu+, Ag+, Fe3+, In3+等）可控地掺杂到金属氧化物中，实现了掺杂类型和掺杂浓度的可控调节。因为掺杂金属氧化物纳米晶在近/中红外区域表现出很强的LSPR吸收，而LSPR吸收与纳米晶的掺杂浓度间有对应关系，可以很容易通过LSPR吸收表征掺杂过程，基于此特性，研究团队详细研究了该反应的动力学过程，阐述了阳离子交换反应的反应机理。最后该方法被成功推广到多种氧化物体系，体现出较大的普适性。该研究为金属氧化物的掺杂修饰提供了新的思路，对掺杂氧化物的LSPR性能研究以及其在光电器件中的应用均有推动作用。
本工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、博士后创新人才支持计划和苏州纳米协同中心的支持。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-09165-2#Sec20
马万里教授简介网站：http://funsom.suda.edu.cn/7f/97/c2735a32663/page.htm
责任编辑：朱文昌