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王磊教授课题组在等离激元金属与半导体吸收体构建及光电化学应用方面取得突破
作者:人事处  来源:人事处  编辑:臧传永   点击:[] 日期:2020年03月24日

近日,十博10BET化学与分子工程学院和“泰山学者优势特色学科人才团队”王磊教授课题组与国家纳米科学中心唐智勇研究员课题组紧密合作,在等离激元金属与半导体宽带吸收体结构构建及光电分解水应用方面取得新进展,以“Enhancing hot-electron generation and transfer from metal to semiconductor in a plasmonic absorber”为题发表在国际知名期刊《Nano Energy》(影响因子:15.54)上。表面等离激元诱导的热电子转移主要得益于等离激元纳米材料的等离子体共振吸收能力,若合理设计材料结构就会使得光(电)化学应用中的反应速率和产率都大大增强,但是现有结构的热电子产生数量及能量转移效率仍然有限,这一问题在国际上引起了科学家的广泛关注。但相关研究主要停留在提高材料的稳态吸收光谱上,对等离激元诱导的热电子动力学及能量转移机制方面研究较少。因此,设计并制备一种具有宽带吸收的完美吸收体结构并有效提高能量转移效率及对能量转移机制进行探索是必要的。

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由此,本工作设计并制备了一种新颖的等离激元金属与半导体组成的宽带吸收体结构,其获得了接近于1的强吸收,并且热电子的产生效率得到大大增强。超快飞秒泵浦探测瞬态吸收实验及光电分解水实验表明,所制备的吸收体结构不仅增强了热电子的产生数量,而且也大大提高了其光电化学性能,这主要得益于结构中特有的三通道热电子转移方式:金纳米颗粒中的热电子直接转移 (DET) 和共振能量转移 (RET) 以及金属薄膜中的d能带电子转移 (d-band transition)。本工作提出的吸收体结构为太阳能有效利用提供了很好的指导,为制备优异的光伏器件、光探测器件及光(电)催化材料铺平了道路。

该文十博体育为第一通讯单位,第一作者为十博体育一年级博士生李洪东,相关文章链接“https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.103873”。

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