科学研究 - 通过缓慢还原离子法合成仅由3个原子构成的“金量子针”，光学特性获得阐明

由数个至数百个金属原子聚集而成的“金属纳米团簇”，有着与块状金属不同的原子排列，展现出独特的物理与化学性质。虽然利用金属纳米团簇开发新型功能材料的研究正广泛开展中，但现阶段尚未能够确立在精确控制团簇中原子的数量、间距与对称性的同时实现集成化的方法。

日本东京大学研究生院理学系研究科的佃达哉教授等人组成的研究团队，未采用一次性还原金离子的既往手法，而是通过缓慢还原的方式，合成出了多种尺寸的金纳米团簇，并使用单晶X射线结构解析法对其几何构造进行了分析。结果显示，以此方法合成的金纳米团簇中，电子被收容在离散能级轨道中，形成以四面体Au₄和三角形Au₃为基本单元的各向异性聚集结构。其中发现了两种仅相当于三个金原子宽度的针状结构体，并将其命名为“金量子针”。此外，实验还证实这些金量子针在755和770纳米（纳米为十亿分之一米）波长附近具有强吸收峰，并在800至1100纳米的近红外区域中发光，展现出独特的光学特性。