7月29日消息,芝加哥大学Dmitri V. Talapin团队在《Nature》发表突破性论文(DOI: 10.1038/s41586-026-10801-3),首次实现了金属氮化物纳米晶体的溶液法胶体合成,解决了材料科学领域长达30年的技术难题。

金属氮化物(如氮化镓GaN)因其强化学键而具有优异的强度和稳定性,广泛应用于LED照明、显示器和电子器件。然而,正是这些强化学键使得传统胶体合成方法失效——通常需要在700°C以上进行气相沉积,而胶体合成常用的有机溶剂在约400°C便开始分解。

Talapin课题组博士生Ruiming Lin表示,这是迄今为止首次实现这些技术重要性金属氮化物的胶体合成,也是目前最均匀的纳米晶体。该方法可扩展且成本相对较低。

研究团队的关键突破在于利用2017年Talapin团队发现的熔融无机盐介质——这种介质可以承受比有机溶剂更高的温度。研究团队在此基础上开发了将金属前驱体在熔融盐中氮化的新方法,成功制备出均匀的GaN及其他金属氮化物纳米晶体。

这一突破的产业化意义重大:胶体纳米晶体可以配制成墨水,通过喷涂或印刷方式涂覆医疗植入物表面、制造柔性电子器件高亮度显示器。此前金属氮化物器件只能通过气相外延工艺在高温刚性基底上制造,严重限制了应用场景。胶体合成路线将大幅降低制造成本并拓展至柔性基底,有望推动下一代柔性显示和可穿戴电子设备的材料革新。 (来源:C&EN)