等离激元非辐射弛豫增强低维异质结构界面的能量和电荷转移及其光催化应用

基本信息
批准号:11874293
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:周利
学科分类:
依托单位:武汉大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张翔,丁思静,陈凯,邱运航,杨大杰,刘晓丹,林勇杰,王鹏飞,马松
关键词:
低维异质结构电荷转移光催化表面等离激元能量转移
结项摘要

Surface plasmons with unique properties have been well studied and widely applied for the enhancement of various optical and electronic processes. In this project, we plan to investigate the plasmonic non-radiative effects to enhance the energy and charge transfer in low-dimensional hybrids. The research will focus on the plasmon-induced hot carrier processes as well as the plasmon resonant energy transfer mediated by plasmon-exciton strong coupling. The controlled growth method would be used to manipulate the interfacial state and transport properties in the hybrids. The ultrafast transient absorption and time-resolved dynamics would be applied to reveal the plasmon-mediated energy transfer, charge transfer, photothermal effect, etc. We expect to enhance the photocatalytic hydrogen generations and Fenton-like reactions, study the plasmon-enhanced exciton behaviors and the plasmon-driven crystal growth processes, and explore the applications of plasmonic hybrids in the fields of photocatalysis, energy, photodetector, etc.

具有独特光学性质的金属表面等离激元已被广泛地应用于增强各种光学和光电子学过程。本项目拟研究等离激元非辐射效应增强低维异质纳米结构界面和表面处的能量和电荷转移过程,包括等离激元热载流子效应和等离激元-激子强耦合导致的高效共振能量转移过程。我们拟通过可控晶体生长方法调控异质结构的界面态和界面输运特性,采用超快光学瞬态吸收和时间分辨光动力学过程等探测手段,揭示等离激元诱导的能量转移、电荷传输、热效应等过程,实现异质结构表面光催化制氢和类Fenton反应的增强,并研究等离激元对半导体激子行为的调控作用和等离激元诱发的界面/表面晶格生长过程,探索等离激元异质纳米结构在光催化、能源、光电探测领域的应用。

项目摘要

表面等离激元诱导的能量转移和电荷转移过程在光伏器件、高效光电器件、光催化制氢、污染物降解等诸多应用领域都具有潜在的应用前景。本项目聚焦金属-金属和金属-半导体异质纳米结构,探索等离激元异质纳米结构的可控生长方法,研究异质纳米结构中由等离激元非辐射弛豫诱导的发生在界面和表面处的能量和电荷转移过程,通过调节等离激元异质纳米结构的形貌、尺寸、对称性等多种参数,对异质纳米结构的线性和非线性光学性质进行调控,揭示能量转移和电荷转移过程增强非线性光学响应、光热转换效率、光催化性能的作用机制。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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