Synthesis of High-Entropy Alloy Arrays with Liquid Metal Nanoreactor

液态金属纳米反应器辅助合成高熵合金阵列

Metal arrays with well-defined spatial arrangement exhibit coupling properties owing to periodic geometries[1].The high-entropy design provides a high degree of freedom in the chemical composition to design the metal-external interactions.It endows the array structures with high chemical stability and excellent mechanical properties[2].Therefore,it is important to realize the controllable construction of high-entropy alloy(HEA)array structures,which will facilitate the development of catalysis[3],electronics[4],and plasmonics[5].

得益于周期性几何结构,具有明确空间排列的高熵合金(HEA)阵列有望促进纳米电子学、纳米光子学和催化领域的发展。然而,由于多种元素的还原电势、成核势垒和聚集速率等理化性质差异使其容易随机成核和生长,从而无法在预定位置形成单颗粒。本工作提出利用液态金属纳米反应器实现HEA阵列的构建。在合成过程中引入具有流变性的液态金属充当反应器,基于液态金属为降低表面能而融合的特性构筑动态环境,使得单个HEA粒子的成核生长发生在限定区域内。另一方面,液态金属在基底上的低扩散能垒和合金体系的高扩散速率加速了聚合过程。因此,制备出的HEA阵列具有均匀的周期性,在宽光谱范围内表现出优异的全息响应。此策略为构筑其他高熵材料的阵列结构提供了新思路。