記者24日從中國科學技術(shù)大學獲悉，該校俞書宏院士團隊與同行合作，首次通過在一維納米結(jié)構(gòu)單元中定點選擇性復合磁性材料，利用局域磁場調(diào)制電偶極矩與磁偶極矩之間的相互作用，成功合成了一類新型手性無機納米材料。該成果日前在線發(fā)表于《自然·納米技術(shù)》雜志上。

手性材料對于推動生物標記、手性分析和檢測、對映異構(gòu)體選擇性分離、偏振相關(guān)光子學和光電子學應用等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。目前，傳統(tǒng)手性納米材料主要是通過引入手性配體或構(gòu)造螺旋結(jié)構(gòu)等電偶極矩調(diào)控方式構(gòu)筑，但這類手性材料在環(huán)境穩(wěn)定性和導電性方面通常存在局限性，極大地限制了其實際應用。探索新的調(diào)控機制并構(gòu)筑新型手性納米功能材料是突破這一科學瓶頸的新途徑。

俞書宏院士團隊長期開展功能無機納米材料的合成方法學研究，他們基于材料間接觸角與異質(zhì)成核生長的相互關(guān)系，提出了一種“雙緩沖層設(shè)計”合成策略，通過次序引入中間緩沖層改變材料間的界面能差異，從而解決了傳統(tǒng)半導體材料與磁性材料間的晶格和化學失配問題，巧妙地實現(xiàn)了磁性材料在不同半導體特定位置的選擇性生長。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在納米結(jié)構(gòu)中引入局域磁場可實現(xiàn)對電偶極矩與磁偶極矩的有效調(diào)控。通過構(gòu)筑這類新型磁光納米材料，能夠?qū)崿F(xiàn)磁誘導光學活性。研究結(jié)果表明，該方法具有高度普適性，可廣泛用于多種半導體材料與磁性組分間的耦合，為今后設(shè)計開發(fā)手性光學活性納米材料開辟了新途徑。同時，這種新型磁光半導體納米材料的成功開發(fā)使得在室溫下的各向異性鐵磁性以及自旋操控成為可能，從而有望為自旋電子學和量子計算技術(shù)提供新的材料平臺。