Improving Interface Matching in MOF-on-MOF S-Scheme Heterojunction through π–π Conjugation for Boosting Photoelectric Response

异质结 材料科学 光电效应 光电子学 纳米片 载流子 纳米技术
作者
Mingwang Liu,Jing Wen,Runshi Xiao,Rong Tan,Ying Qin,Jinli Li,Yuxuan Bai,Mengzhen Xi,Wenhong Yang,Qie Fang,Liuyong Hu,Wenling Gu,Chengzhou Zhu
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:23 (11): 5358-5366 被引量:55
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.3c01650
摘要

Accelerating the migration of interfacial carriers in a heterojunction is of paramount importance for driving high-performance photoelectric responses. However, the inferior contact area and large resistance at the interface limit the eventual photoelectric performance. Herein, we fabricated an S-scheme heterojunction involving a 2D/2D dual-metalloporphyrin metal-organic framework with metal-center-regulated CuTCPP(Cu)/CuTCPP(Fe) through electrostatic self-assembly. The ultrathin nanosheet-like architectures reduce the carrier migration distance, while the similar porphyrin backbones promote reasonable interface matching through π-π conjugation, thereby inhibiting the recombination of photogenerated carriers. Furthermore, the metal-center-regulated S-scheme band alignments create a giant built-in electric field, which provides a huge driving force for efficient carrier separation and migration. Coupling with the biomimetic catalytic activity of CuTCPP(Fe), the resultant heterojunction was utilized to construct photoelectrochemical uric acid biosensors. This work provides a general strategy to enhance photoelectric responses by engineering the interfacial structure of heterojunctions.
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