含重金属（Cd、Hg和Pb）的半导体纳米晶（NC）因其独特的光学和电学特性而被广泛研究。然而，在某些应用中，重金属的毒性是含有重金属的NCs的缺点。而各向异性非重金属半导体NC是理想的替代品，并且可以通过建立各向异性生长机制实现。近日，科廷大学Guohua Jia、河南大学Zuliang Du综述研究了各向异性重金属自由半导体纳米晶体的合成、性质和应用。

本文要点：

1) 这些各向异性的非重金属半导体纳米晶具有较低的毒性，同时具有独特的光学和电学特性，而这些特性来源于形态和成分的各向异性。作者综述了各向异性非重金属半导体纳米材料的合成、特性和应用。首先讨论了重金属的危害，并介绍了典型的含重金属和不含重金属的NCs。随后，作者讨论了各向异性生长机制，包括溶液-液体-固体（SLS）、定向附着、模板辅助生长等。

2) 作者讨论了导致形态各向异性和成分各向异性的机制。其中形态各向异性的例子包括纳米棒（NR）/纳米线（NW）、纳米管、纳米片（NPL）、纳米立方体和分支结构的生长。还总结了成分各向异性的例子，包括异质结构和核/壳结构。作者对各向异性非重金属纳米颗粒的特性进行了深入研究，包括光学极化、快速电子转移、局域表面等离子体共振（LSPR）等，这些都源于纳米颗粒的各向异性形貌和成分。最后，作者总结了各向异性非重金属NCs的一些应用，包括催化、太阳能电池、光电探测器、发光二极管（LED）和生物应用。尽管各向异性非重金属纳米晶体的合成和应用取得了巨大进展，但在新型各向异性非金属纳米晶体及其相应的能量转换应用中仍存在一些问题。因此，作者还讨论了这一领域的挑战，并为未来应对这些挑战提供了可能的解决方案。

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Long Liu et.al Anisotropic Heavy-Metal-Free Semiconductor Nanocrystals: Synthesis, Properties, and Applications Chem. Rev. 2023

DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00688

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.2c00688