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水溶性等离子体硒化铜纳米颗粒粒径的光电影响

DOI：10.1021/acs.jpcc.9b11547 期刊：The Journal of Physical Chemistry C 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 人们对地球丰度等离子体材料表现出浓厚兴趣，但其性能能否媲美甚至超越贵金属材料仍有待验证。要确定这类材料的广泛应用潜力，关键在于理解其等离子体特性的基本特征。本研究测量了不同直径水溶性硒化铜纳米颗粒在近红外波段的摩尔消光系数。传统上获取这类材料的摩尔消光系数颇具挑战，因为难以合成出能规避载流子密度异常、表面耗尽和量子限域效应等干扰因素的特定尺寸颗粒。我们在此报道了一种简易合成方法，可将颗粒直径控制在规避这些干扰因素的尺寸范围内，并据此测定其摩尔消光系数。值得注意的是，研究发现摩尔消光系数的尺寸依赖性增长很可能仅源于散射截面的增大——这与贵金属类似物表现一致。此外，摩尔消光系数的尺寸依赖趋势与米氏理论预测高度吻合。这些结果表明，此类材料在实现地球丰度替代性等离子体技术方面具有良好应用前景。
作者： Xing Yee Gan，Scott E. Crawford，Emily A. Eikey，Riti Sen，Jack R. Killinger，Jill E. Millstone
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

理解水溶性等离子体硒化铜纳米颗粒中粒径对光电特性的影响，并确定其摩尔消光系数。

研究成果

研究表明，水溶性Cu2-xSe纳米粒子的局域表面等离子体共振（LSPR）强度会随粒子尺寸变化而改变，但其LSPR最大频率和计算得出的载流子密度随尺寸变化幅度极小。如米氏理论所述，摩尔消光系数随尺寸增大呈系统性增长，且与R3成正比。这些发现推动了地壳丰度高、水溶性的铜硫属化合物体系在等离激元驱动应用中的设计与实施。

研究不足

该研究聚焦于特定尺寸范围的硒化铜纳米颗粒，以避免量子限域效应和表面耗尽效应——这些效应可能会限制研究结果对更小或更大纳米颗粒的普适性。

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