物理科技生物学-PHYICA

研究人员观察到低维半导体材料电荷转移的马库斯反转区

物理学 2022-09-12 23:59:07

中国科学院张楠楠 无花果

1:电荷转移模型

当驱动力(δG)分别小于和大于重组能(λ)时,马库斯理论(红色实线)预测正常区域(蓝色阴影)和反转区域(红色阴影),而俄歇辅助CT模型(绿色虚线)表现出CT速率(kCT)的单调增加,因为过度的驱动力可用于激发另一个库仑耦合电荷

对于一个带有电子和空穴受体的光激发QD,第一个电流互感器事件

g

电子转移)是通过俄歇辅助模型(步骤一)提出的

相反,在步骤二中,第二CT (e

g

HT空穴转移)遵循马库斯理论,因为它不耦合任何其他电荷,所以能量浪费电荷复合(CR)过程

HT和CR是并行的,在第二步中相互竞争的过程

信用:DOI: 10

1038/s 1467-021-26705-x 电荷转移是光合作用、生物信号转导和各种能源转换的关键步骤

电荷转移的理论框架是由鲁道夫·马库斯在20世纪50年代建立的

它预测了所谓的“马库斯反转区”的存在,其中转移速率随着反应放热性(或驱动力)的增加而降低

低维半导体材料因其在光电子和能源相关应用中的巨大潜力而吸引了巨大的关注

然而,迄今为止,尚不清楚马库斯理论是否适用于这些材料的电荷转移行为

最近,一个由教授领导的研究小组

中国科学院大连化学物理研究所(DICP)的吴开锋观察到了低维半导体材料电荷转移的马库斯反转区

这项研究发表在11月11日的《自然通讯》上

研究人员利用零维量子点或二维纳米片和表面吸附分子建立了一个独特的模型系统,用于测量瞬时填充的单电荷态的电荷转移

结合通过量子限制效应调节电子转移驱动力的能力,该测量允许探测电子转移的基本能量学依赖性,并揭示这些低维半导体材料的马库斯反转区域

“这是对低维半导体材料马库斯反转区的首次观察,”教授说

吴语

“这可能有利于这些材料的能量转换应用

"

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