2018年，我所余睽教授课题组在半导体量子点纳米材料反应机理及形成路径的研究取得了重大进展，相关研究工作“胶态半导体量子点成核前的化学反应机理研究”入选“四川大学2018年度十大基础科学进展”。

“四川大学年度十大基础科学进展”于2018年首次启动，评选过去一年中我校在自然科学、工程技术或与之相关的交叉学科领域中，对科学技术、经济和社会发展有重大意义和作用的，具有创新性和重要学术影响的标志性基础理论研究和应用基础研究成果。

余睽教授团队针对半导体量子点(colloidal semiconductor quantum dots, QDs)应用研究领域存在的small-size QDs合成转化率低，可重复性差等特点，将研究重点放到量子点成核过程发生前的前驱体转化机理上。希望能通过研究胶态量子点晶核形成之前，体系中所发生的详细化学反应历程，建立相关化学反应的系统理论，为量子点材料的合成提供必要的理论基础支撑。

在2018年度，余睽教授课题组在胶体半导体量子点材料的普适生长路径，包括成核前的反应机理研究中，取得了阶段性的重要进展。该课题组阐明了幻数团簇 (magic-size clusters, MSCs)二步合成法 (Yu)的普适性^1-6；报道了MSCs基于自组装的形成路径与机理²，以及其与常规QDs的形成路径的关系³，并且初步建立了常规QDs成核前的具有普适性的二步演化路径 (Yu)³。具体有如下重要科学发现：

1, 首次报道了胶体纳米颗粒领域的第一对，可由热诱导实现相互转化的同分异构体，提出除了尺寸外，MSCs 的形状和结构也是影响其光学性质的重要因素，为半导体 MSCs 的能带理论的发展提供了可靠的实验支撑¹。

2, 研究了MSCs基于自组装的形成路径与机理，指出在反应初期相对低温（如室温）条件下，阴阳离子“前驱体”会通过超分子作用力发生自组装过程，再形成一种有阴阳离子键合的中间体(precursor compounds (PCs)of MSCs)。该自组装中间体(PCs)的形成与反应体系中所用到的前驱体结构无关²。

3, 初步建立了常规QDs成核前的具有普适性的二步演化路径 (Yu)。提出了在常规QDs的经典成核理论 (classical nucleation theory, CNT) 路径之外，存在着的另外一条PCs的生长路径³。

4, 探讨了QDs领域多个具有争议性的问题^4-7，包括具有吸收双峰的半导体纳米晶的构效关系问题和CdSe MSCs吸收峰的归属问题^5-7。

余睽教授课题组提出的MSCs二步演化路径（Yu），丰富了非经典成核理论。并且，二步合成法 (Yu)可以指导半导体MSCs和QDs的设计和合成，为提高small-size QDs合成产率、降低成本，和发展QDs纳米材料合成的化学反应理论和制备技术，提供了进一步的科学依据，为促进QDs纳米材料的应用提供了必要的可靠的实验和基础理论的支撑。

参考文献：

1. 1.  Zhang, B.; Zhu, T.; Ou, M.; Rowell, N.; Fan, H.; Han, J.; Tan, L.; Dove, M. T.; Ren, Y.; Zuo, X.; Han, S.; Zeng, J.; Yu, K. Thermally-Induced Reversible Structural Isomerization in Colloidal Semiconductor CdS Magic-Size Clusters. Nat. Commun. 2018, 9, 2499.
2. 2.  Wang, L.; Hui, J.; Tang, J.; Zhang, B.; Zhu, T.; Rowell, N.; Fan, H.; Han, S.; Yu, K. Precursor Self-Assembly Identified as a General Pathway for Colloidal Semiconductor Magic-Size Clusters. Adv. Sci. 2018, 5, 1800632.
3. 3.  Zhang, J.; Hao, X.; Rowell, N.; Kreouzis, T.; Han, S.; Fan, H.; Zhang, C.; Hu, C.; Zhang, M.; Yu, K. Individual Pathways in the Formation of Magic-Size Clusters and Conventional Quantum Dots. J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, 3660–3666.
4. 4.  Zhu, D.; Hui, J.; Rowell, N.; Liu, Y.; Chen, Q. Y.; Steegemans, T.; Fan, H.; Zhang, M.; Yu, K. Interpreting the Ultraviolet Absorption in the Spectrum of 415 nm-Bandgap CdSe Magic-Size Clusters. J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, 2818–2824.
5. 5.  Luan, C.; Gökçinar, Ö. Ö.; Rowell, N.; Kreouzis, T.; Han, S.; Zhang, M.; Fan, H.; Yu, K. Evolution of Two Types of CdTe Magic-Size Clusters from A Single Induction Period Sample. J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, 5288–5295.
6. 6.  Liu, Y.; Willis, M.; Rowell, N.; Luo, W.; Fan, H.; Han, S.; Yu, K. Effect of Small Molecule Additives in the Prenucleation Stage of Semiconductor CdSe Quantum Dots. J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, 6356–6363. with webinar.
7. 7.  Liu, Y.; Zhang, B.; Fan, H.; Rowell, N.; Willis, M.; Zheng, X.; Che, R.; Han, S.; Yu, K. Colloidal CdSe 0-Dimension Nanocrystals and Their Self-Assembled 2-Dimension Structures. Chem. Mater. 2018, 30, 1575–1584.