近日，倪卫海教授课题组构建了基于天线-反应机制的手性核-壳-星超结构，实现了热载流子的高效产生。研究成果以苏州大学物理学院博士研究生王乐为第一作者、以苏州大学物理学院江苏省前沿材料物理与器件重点实验室为第一单位、以“Constructing Chiral Core–Shell–Satellite Superstructures for Highly Efficient Antenna–Reactor Hot Electron Generation”为题发表在《Advanced Optical Materials》上（影响因子IF=8.0）。
小尺寸等离激元金属纳米晶和纳米团簇具有更高的热电子（HE）产生率，通过利用天线-反应器机制，可以进一步提升其性能。本工作以手性金纳米晶（AuNH）作为天线核，介孔TiO2为中间壳层，金纳米簇（AuNC）作为卫星反应器，构建了一种新型金属-半导体-金属的核-壳-星（Core-Shell-Satellite，CSS）超结构。该结构在HE和圆差分HE光电流响应方面相较于AuNH分别实现了12.4倍和8.3。
的显著增强。模拟计算进一步表明，由于利用了天线-反应器机制，CSS超结构中的AuNC单位体积的HE产生率相对于AuNH实现了高达350倍的增强。
该研究指出，CSS超结构的HE速率增强的关键因素如下：（1）小尺寸的等离激元AuNC保证了HE的高效产生；（2）天线-反应器机制的电场增强进一步促进了HE产生；（3）介孔半导体中间壳层对热载流子进行了高效分离和收集。该工作为实现高效光催化提供了新的思路，有望在能源转换等领域发挥重要作用。
该研究得到了基金委面上项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1002/adom.202402760
