西电团队探讨：氮化硼量子点合成的“纳米迷宫”如何突围？
西电团队探讨：氮化硼量子点合成的“纳米迷宫”如何突围？
近日，西安电子科技大学物理学院任俊凯博士（第一作者及共同通讯作者）与魏兵教授（共同通讯作者）在Nano Letters期刊上发表了一篇题为《Challenges in Synthesizing Hexagonal Boron Nitride 'Quantum' Dots》的Perspective文章，对合成氮化硼“量子”点过程中存在的挑战进行了深入讨论。
氮化硼量子点（BNQDs）作为一种新兴的发光纳米材料，凭借其卓越的生物相容性、低细胞毒性、杰出的化学稳定性以及优异的光致发光特性，在光电子学、传感技术、催化科学以及生物成像等多个领域展现出了巨大的应用潜力。然而，近期有研究揭示，当前报道的BNQDs在结构表征与发光起源方面存在不确定性，这一发现引起了学术界的广泛关注。
针对上述关键问题，文章开篇即指出BNQDs的发光特性受尺寸效应影响较小，而更多地受到缺陷状态的调控。因此，作者建议使用更为精确的术语“BN Nanodots”来命名这类材料。随后，作者对BN Nanodots的制备方法进行了系统归纳，主要分为“自下而上”与“自上而下”两大类。其中，“自下而上”法通过含有氮、硼元素的前体分子合成BN Nanodots，而“自上而下”法则因其多样性与灵活性而更为流行，包括水热法、溶剂热法、超声剥离法以及碱金属插层法等多种手段。
然而，文章进一步揭示，受合成温度和压力条件的限制，“自下而上”法制备的BN Nanodots往往呈现出B-(C)-O-N-H的纳米结构，而非理想的B-N units结构。相反，六方氮化硼（h-BN）因其卓越的稳定性、耐高温、耐腐蚀、耐溶剂等特性，使得温和条件下制备真正的BN Nanodots变得极为困难。同时，作者指出所谓“自上而下”法制备的BN Nanodots的发光可能源自碳化副产物的干扰。
文章结尾处，作者呼吁学术界重新审视BN Nanodots的研究现状，强调了对材料结构表征与发光机制的深入理解对于推动BN Nanodots未来发展的重要性。
通讯作者信息
任俊凯，西安电子科技大学物理学院。任俊凯，2022年获得意大利萨萨里大学化学科学与技术专业博士学位，然后前往德国埃朗根-纽伦堡大学进行为期半年的学术访问；同年7月，获得瑞典Kempe Foundation奖学金，加入于默奥大学物理系开展博士后研究；2024年7月加入西安电子科技大学物理学院。目前，主要从事光电功能纳米材料性能与器件方面的研究工作，发表SCI论文40余篇，被引频次大于1450次，h-因子为23，其中以第一/通讯作者身份发表SCI论文19篇，包括Adv. Sci., Adv. Opt. Mater. (2篇), Carbon, Chem. Mater., Nano Lett. (3篇)和Small Struct.等。受邀担任ACS、Elsevier、IOP、OSA、Springer Nature等出版社的期刊审稿人，并兼任期刊Materials (MDPI) 和 Discover Materials (Springer Nature) 的客座编辑；三次获得英国物理学会杰出审稿人奖，两次获得德意志学术交流 (DAAD) 奖。
魏兵，西安电子科技大学物理学院副院长。魏兵，西安电子科技大学教授，博士生导师，物理学院副院长，陕西省物理学会副理事长，西安电子科技大学信息感知协同创新中心目标与环境特性研究部部长，中国物理学会计算电磁学专业委员会委员，中国宇航学会电推进专业委员会委员，《计算物理》编委、《中国舰船研究》编委、教育部高等学校物理类专业教学指导委员会西北地区工作委员会委员、中国电子学会高级会员。主要研究方向为材料计算域制备、电磁理论、计算电磁学、目标时域响应仿真、时域综合测量等。出版有专著：《电磁波理论》（科学出版社，2011），《电磁波时域计算方法（上册）--时域有限差分法和时域积分方程法》，《电磁波时域计算方法（下册）--时域有限元法》（西安电子科技大学，2014）、《电磁波时域非连续伽辽金法》（科学出版社，2019）、《电磁超材料理论与应用》（西安电子科技大学出版社，2019）等。近年来承担包括国家重点项目等项目50余项；获教育部科技成果二等奖一项，国家级教学成果二等奖一项。