Une équipe de l'USTC dirigée par le Pr. Shu-Hong Yu (USTC), en collaboration avec le professeur Zhiyong Tang (Centre national des nanosciences et de la technologie, Chine) et le professeur Edward H. Sargent (Université de Toronto), a jeté un nouvel éclairage sur le sujet des nanomatériaux inorganiques chiraux. Les chercheurs ont démontré une stratégie de magnétisation régiosélective, la réalisation d'une bibliothèque d'hétéranorods semi-conducteurs avec des activités chiroptiques.

L'article de recherche, intitulé "Magnétisation régiosélective dans les nanotiges semi-conductrices, " a été publié dans Nature Nanotechnologie le 20 janvier.

La chiralité - la propriété d'un objet non superposable avec son image miroir - est d'un intérêt généralisé en physique, chimie et biologie. L'activité chiropratique dans les matériaux peut être réglée par des dipôles de transition électrique et magnétique. À ce jour, la construction chimique des nanomatériaux chiraux a été réalisée grâce à l'introduction de molécules chirales et de structures géométriquement hélicoïdales pour assurer la modulation, mais ces méthodes limitent leur instabilité environnementale - la chiralité disparaît sous l'éclairage, chauffage ou dans un environnement chimique agressif. Une mauvaise conductivité peut en résulter, puisque les processus de transfert de charge vers les réactifs de surface et les électrodes sont entravés. Ces limitations entravent d'autres applications pratiques des matériaux chiraux dans divers domaines.

La conception de nanomatériaux magnéto-optiques offre une opportunité de moduler les interactions entre dipôles électriques et magnétiques via le champ magnétique local, soulignant une autre approche prometteuse pour permettre la chiralité. Pour matérialiser de tels médias chiroptiquement actifs, la croissance des unités magnétiques doit être réalisée à des emplacements ciblés des nanomatériaux parents. Les nanotiges semi-conductrices de chalcogénure unidimensionnel se distinguent comme des candidats convaincants pour servir de matériaux parents en raison de leur anisotropie géométrique élevée, grand moment dipolaire électrique le long des nanotiges, facilité de composition et modulations de taille, ainsi que des applications prometteuses en catalyse, photonique, et électronique. Cependant, la croissance épitaxiale entre les matériaux hôte et motif de grand réseau et de mésappariements chimiques, sans parler de la croissance régiosélective, présenter des défis techniques.

Relever le défi, les chercheurs ont signalé une stratégie d'ingénierie à double couche tampon pour réaliser la croissance sélective de matériaux magnétiques à des emplacements spécifiques sur une grande variété de nanotiges semi-conductrices. Les auteurs ont séquentiellement intégré Ag 2 Couches intermédiaires de S et Au à un sommet de chaque nanotige pour catalyser la croissance spécifique au site de Fe 3 O 4 nanodomaines. En raison du champ magnétique spécifique à l'emplacement, les hétéronanorods magnétisés résultants présentent un moment dipolaire électrique dévié. De cette façon, l'interaction non nulle entre les dipôles de transition électrique et magnétique induit une activité chiroptique en l'absence de ligands chiraux, structures hélicoïdales et réseaux chiraux - un phénomène qui n'est pas observé en dehors de la modulation. La stratégie de magnétisation régiosélective ouvre une nouvelle voie à la conception de nanomatériaux optiquement actifs pour la chiralité et la spintronique.