Intrinsic Self-Trapped Excitons in Graphitic Carbon Nitride

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作者
Junhong Yu,Yun‐Hu Wang,Yubu Zhou,Wenhui Fang,Baiquan Liu,Jun Xing
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:24 (15): 4439-4446 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.4c00238
摘要

Graphitic carbon nitrides (g-C3N4) as low-cost, chemically stable, and ecofriendly layered semiconductors have attracted rapidly growing interest in optoelectronics and photocatalysis. However, the nature of photoexcited carriers in g-C3N4 is still controversial, and an independent charge-carrier picture based on the band theory is commonly adopted. Here, by performing transient spectroscopy studies, we show characteristics of self-trapped excitons (STEs) in g-C3N4 nanosheets including broad trapped exciton-induced absorption, picosecond exciton trapping without saturation at high photoexcitation density, and transient STE-induced stimulated emissions. These features, together with the ultrafast exciton trapping polarization memory, strongly suggest that STEs intrinsically define the nature of the photoexcited states in g-C3N4. These observations provide new insights into the fundamental photophysics of carbon nitrides, which may enlighten novel designs to boost energy conversion efficiency.
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