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半导体材料的超细一维结构具有异于块体的物理化学性质，例如量子电导、负磁致电阻、非牛顿流变等，因此其制备与应用引起了人们的研究兴趣。湿法化学通常是获得高质量超细一维结构的常用手段，即通过溶液中纳米材料表面能的调控实现晶体的各向异性生长、获得一维产物。在此过程中，有机配体与半导体材料表面的选择性键合对于产物形貌、分散性的控制不可或缺，但这也使获得“洁净”的材料表面成为一大挑战，严重制约了半导体材料超细一维结构的性质研究与应用探索。 针对这一问题，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的赵志刚研究员、丛杉副研究员与合作者重温传统的融盐法并找到了解决方案，打破了高温融盐法不适用于超细一维结构制备的传统认知。该研究团队利用钨酸铵、钼酸铵二元前驱体，以熔融硝酸钠作为反应基质，经过1 min反应即可获得平均直径小于5 nm，长度300-500 nm之间的形貌均匀的超细纳米结构，经表征确定所得产物为Mo掺杂的六方氧化钨晶相，并以高结晶度、表面洁净为特征。通过系统研究前驱体中Mo/W比例、反应温度等融盐法制备过程中的反应条件，发现Mo掺杂对于超细一维结构的生成具有至关重要的引发作用。进一步，通过对不同反应阶段中间产物的表征，发现超细一维结构的生成是一个熔融-再结晶的过程——即晶格中Mo的存在将打破片层结构（动力学产物）的稳定性，使其在高温融盐中破碎、分解成准零维晶簇，再通过定向组装生成超细一维结构（热力学产物）。 所得的Mo掺杂氧化钨产物为六方晶相，这通常被认为是一种亚稳相，难以通过常规的煅烧法获得；相对于氧化钨的众多热力学稳定晶相而言，六方晶相表面丰富的羟基基团与内在的晶格孔道使其在储能、催化等应用领域更具优势。该团队研究了材料的光催化固氮性能，发现室温、模拟太阳光条件下的合成氨效率高达370 µmol g-1h-1，性能在现有半导体光催化材料中处于的地位。进一步，从半导体能级结构、光生载流子传输、表面活性位点等方面对上述材料**的光催化性能进行了详细阐述，发现在此超细结构表面：一维结构利于载流子传输与分离，紧邻的Mo、W原子作为N2分子吸附与活化的双位点，表面羟基则作为H+传输的通道可**地实现固氮反应的多电子/多质子传输过程。 研究者相信，此项研究将会为融盐法应用于纳米结构的制备开辟一条新的道路，并为低维半导体结构的物性探索与应用开发提供新思路。相关论文以“A Dopant Replacement-Driven Molten Salt Method toward the Synthesis of Sub-5-nm-Sized Ultrathin Nanowires”为题在线发表于Small (DOI: 10.1002/smll.202001098)。