Nano Select：基于光焊技术秒内快速构建晶格不匹配的上转换异质结构

异质结构是由两种或多种材料结合而成的模块单元，具有理想的尺寸、形貌和功能，在稀土微/纳材料器件化过程中具有广阔的应用前景。为了实现外延生长异质结构，晶格匹配是首要前提。少数晶格匹配的异质结构通过外延生长或阳离子交换法被成功合成。然而，具有较大晶格失配的异质结构的合成面临巨大的挑战。在许多合成晶格不匹配的异质结中，主要应用表面聚合和机械热熔合等手段。然而，这些异质结构表现出一系列缺点，例如界面处布满缺陷、发光淬灭、光化学稳定性差等。目前，合成晶格不匹配的优异异质结还没有一个好的解决方案。尤其，在异质单颗粒组装微/纳器件过程中，没有像电焊那样方便供使用的剪裁和焊接技术。

西安建筑科技大学理学院高当丽课题组采用激光辐照焊接方法，在单颗粒水平上裁剪和焊接，构建了稳定的NaYbF4:Ho3+@YbOF:Ho3+异质结构。在这项工作中，通过激光局域热化晶格，将O原子插入NaYbF4晶格中，在NaYbF4:Ho3+晶格上原位生长致密YbOF:Ho3+晶格，导致NaYbF4:Ho3+原位化学氧化转化NaYbF4:Ho3+@YbOF:Ho3+异质结构。该方法克服了传统方法的界面缺陷多和脱相的缺点。通过人为控制前驱体颗粒和光焊接参数，各种独特形貌的异质结构包括空心球、棒棒糖和海绵状异质结被成功合成。尤其，按照一定比例简单地混合三基色前驱体荧光颗粒, 通过激光辐照重组氧化NaYbF4:Ho3+颗粒，不仅可以快速便捷地重构出各色发光荧光粉，还可以改善材料的形貌结构和热稳定性。这项工作表明激光焊接方法为构建晶格不匹配的多功能异质结构提供了一种快速的制备途径，为单颗粒微/纳米材料组装器件提供新思路。这个方法在其他材料体系中还有很大潜力有待挖掘。

       研究者相信，这项工作将为晶格不匹配异质结构的制备和单颗粒微/纳材料的器件化组装提供一种快捷的技术方法。这种驭单颗粒搭建焊接而来的技术手段，将为纷繁的微/纳材料器件化谱写新的音符。相关论文在线发表在Nano Select (DOI: 10.1002/nano.202000098)上。