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超小尺寸金屬氧化物納米粒子（<5 nm）表現與傳統納米粒子不同的新型性質，目前如何精確控制納米粒子的尺寸仍非常困難。

有鑒于此，日本東北大學Tadafumi Adschiri、Maiko Nishibori、Akira Yoko、筑波大學Eiji Nishibori等報道使用流動相水熱合成反應器精確控制CeO₂納米粒子的尺寸（1.3~9.4 nm），并且研究超小尺寸CeO₂的原子結構畸變。

主要內容

（1）

CeO₂納米粒子的生長過程類似水滴凝聚的過程，快速生長到3~4 nm的臨界尺寸后，隨后緩慢生長，并且發生熟化和形貌改變。在開始的納米粒子生長階段，超小尺寸納米粒子具有畸變的原子結構，以及堆疊位錯。

在超小尺寸CeO₂納米粒子（<3 nm或4 nm），Ce 4f軌道（Ce³⁺）由于O的結構畸變，發生不常見的電子結構， 這與常見的氧空位導致的電子結構不同。

（2）

這種超小尺寸金屬氧化物具有突出的畸變態，因此在納米技術應用領域具有前景。此外，這種合成方法可能應用于其他多種多樣的金屬氧化物，并且有助于探索這些超小尺寸金屬氧化物的獨特性質。

參考文獻

Akira Yoko*, Yuki Omura, Kakeru Ninomiya, Maiko Nishibori*, Tomoki Fujita, Hidetaka Kasai, Eiji Nishibori*, Nobutaka Chiba, Gimyeong Seong, Takaaki Tomai, and Tadafumi Adschiri*, Fusion Growth and Extraordinary Distortion of Ultrasmall Metal Oxide Nanoparticles, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c05106

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c05106