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揭示等离子体金属/半导体界面电荷动力学对二氧化碳光还原的影响
摘要： 阳光在新兴可持续能源转换与存储技术的发展中起着关键作用。通过人工光合作用实现的光诱导二氧化碳还原是生产可再生燃料和环?；返幕?。等离子体金属纳米颗粒与半导体之间的界面相互作用，在广泛的太阳光谱范围内展现出增强的光活性。然而，这些材料中光诱导电荷转移过程及其对光催化的影响仍存在争议，这主要源于不同时间尺度上发生的复杂反应路径。本研究采用覆盖多时间尺度的先进原位与瞬态光谱技术，并结合理论计算，揭示了Ag/TiO2催化剂光催化二氧化碳还原的整体机制。我们的发现证实了决定紫外与可见光照射下光活性增强的关键因素，这对太阳能转换材料的设计具有重要启示意义。
关键词： Ag/TiO2催化剂、光催化、等离子体金属纳米粒子、可持续能源、太阳能转化、人工光合作用
更新于2025-10-22 19:40:53
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ZnO纳米棒与等离子体金属纳米颗粒及半导体量子点的相互作用
摘要： 我们通过等离子体金属纳米粒子对ZnO纳米棒近带边发射的增强效应进行建模，并将其与半导体量子点对ZnO的发射增强效果进行对比。选取吸收能量接近Ag和Au纳米粒子的特定CdSe量子点，构建与ZnO的复合模型体系，以探究ZnO本征缺陷与等离子体激元激发在实现光谱选择性发光增强中的作用。结合激发波长依赖的光致发光光谱及量化相关跃迁与等离子体吸收的理论模型表明：要实现发射增强，不仅需要ZnO纳米棒与金属纳米粒子/量子点之间形成优化的能带排列，其复杂的电荷转移机制也至关重要。该理论模型还直接提供了量化ZnO中各类电子跃迁相关速率常数及其在引入等离子体纳米粒子后变化的方法。结果表明：虽然深能级缺陷态可能促进ZnO与等离子体纳米粒子间的关键电荷转移过程，但其单独存在既不能保证紫外发射增强，也无法确保两体系间形成强等离子体耦合。这些发现为设计具有等离子体效应与电荷转移耦合效应的新型多组分体系提供了思路，可应用于电荷局域化、能量收集及发光增强领域，尤其适用于电触发纳米光子学应用。
关键词： 氧化锌纳米棒、等离子体金属纳米粒子、半导体量子点、发光增强、电荷转移
更新于2025-09-23 15:19:57