近日,来自美国埃默里大学的Tim Lian研究团队在《Science》刊文介绍了一种全新的方法来更有效率地驱动光化学反应,这给光能利用提供了一个全新的发展方向。
光催化剂的性能好坏,往往取决于能够吸收多少光子,以及随后以多高的效率将其转换为驱动化学反应的能量。Tim Lian研究团队通过构建硒化镉-纳米金复合材料(硒化镉纳米棒和两端的金纳米粒子),利用等离子激元诱导的界面电荷转移过渡(plasmon-induced interfacial charge-transfer transition)技术,使光转化的量子效率达到惊人的24%。
纳米复合材料的透射电镜照片。图片来源: James R. McBride
该项研究的最大亮点在于成功构建了金属(金)-半导体(硒化镉)复合层,吸收光子后金属表面的等离子激元(下图中蓝色椭圆部分)通过界面电子转移(interfacial electron transfer)衰变为空穴和自由电子(下图中的空心球和实心球),高能的自由电子被半导体捕获,从而大大减少了表面等离子激元快速衰变而导致的能量损失。
该方法可以用于光化学反应以提供能量,并为光-能量转换研究打开了新的大门。
http://www.sciencemag.org/content/349/6248/632
(作者:哆啦宝贝)
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