清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Spatiotemporal imaging of charge transfer in photocatalyst particles

光催化 飞秒 电子转移 微秒 材料科学 化学物理 电子 载流子 光诱导电子转移 纳米技术 电荷(物理) 光化学 光电子学 化学 催化作用 光学 物理 激光器 量子力学 生物化学
作者
Ruotian Chen,Zefeng Ren,Yu Liang,Guanhua Zhang,Thomas Dittrich,Runze Liu,Yang Liu,Yüe Zhao,Shan Pang,Hongyu An,Chenwei Ni,Panwang Zhou,Keli Han,Fengtao Fan,Can Li
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:610 (7931): 296-301 被引量:475
标识
DOI:10.1038/s41586-022-05183-1
摘要

The water-splitting reaction using photocatalyst particles is a promising route for solar fuel production1-4. Photo-induced charge transfer from a photocatalyst to catalytic surface sites is key in ensuring photocatalytic efficiency5; however, it is challenging to understand this process, which spans a wide spatiotemporal range from nanometres to micrometres and from femtoseconds to seconds6-8. Although the steady-state charge distribution on single photocatalyst particles has been mapped by microscopic techniques9-11, and the charge transfer dynamics in photocatalyst aggregations have been revealed by time-resolved spectroscopy12,13, spatiotemporally evolving charge transfer processes in single photocatalyst particles cannot be tracked, and their exact mechanism is unknown. Here we perform spatiotemporally resolved surface photovoltage measurements on cuprous oxide photocatalyst particles to map holistic charge transfer processes on the femtosecond to second timescale at the single-particle level. We find that photogenerated electrons are transferred to the catalytic surface quasi-ballistically through inter-facet hot electron transfer on a subpicosecond timescale, whereas photogenerated holes are transferred to a spatially separated surface and stabilized through selective trapping on a microsecond timescale. We demonstrate that these ultrafast-hot-electron-transfer and anisotropic-trapping regimes, which challenge the classical perception of a drift-diffusion model, contribute to the efficient charge separation in photocatalysis and improve photocatalytic performance. We anticipate that our findings will be used to illustrate the universality of other photoelectronic devices and facilitate the rational design of photocatalysts.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zhuosht完成签到 ,获得积分10
7秒前
含蓄的魔镜完成签到 ,获得积分10
11秒前
oguricat完成签到 ,获得积分10
15秒前
雨姐科研应助MosesConey采纳,获得10
17秒前
踏雪完成签到,获得积分10
17秒前
阿俊1212完成签到 ,获得积分10
24秒前
31秒前
今后应助ssong采纳,获得10
32秒前
ninini完成签到 ,获得积分10
36秒前
37秒前
46秒前
52秒前
空儒完成签到 ,获得积分10
53秒前
海盗船长完成签到,获得积分10
56秒前
Isabel完成签到 ,获得积分10
59秒前
minnie完成签到 ,获得积分10
1分钟前
QLLW应助MosesConey采纳,获得10
1分钟前
kbkyvuy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
忧心的从蓉完成签到,获得积分20
1分钟前
1分钟前
朴素海亦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
was_3完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
新威宝贝发布了新的文献求助10
1分钟前
龙行天下完成签到 ,获得积分10
1分钟前
舒适的采波完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
qiancib202完成签到,获得积分0
1分钟前
成就小蜜蜂完成签到 ,获得积分10
2分钟前
YZY完成签到 ,获得积分10
2分钟前
ssong发布了新的文献求助10
2分钟前
刘汉淼完成签到,获得积分0
2分钟前
weijie完成签到,获得积分10
2分钟前
xiaoqi666完成签到 ,获得积分10
2分钟前
雪花完成签到 ,获得积分10
2分钟前
一颗酒窝完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
胡图图完成签到 ,获得积分10
2分钟前
fangtong完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6013159
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7578453
关于积分的说明 16139806
捐赠科研通 5160286
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2763307
邀请新用户注册赠送积分活动 1743122
关于科研通互助平台的介绍 1634233