分形等離激元黑金的熱電子催化性能

余仁鵬, 韓 梅, 張夢瑤, 劉建芳, 李末霞, 胡家文

(湖南大學化學生物傳感與計量學國家重點實驗室,湖南省二維材料重點實驗室, 湖南大學化學化工學院, 長沙 410082)

表面等離激元是指在光激發下貴金屬微納結構內的自由電子發生集體震蕩. 等離激元的激發和衰減可以導致光的強烈吸收、在貴金屬表面形成放大的電磁場、生成高能的熱電子以及將光能轉化為熱能等一系列現象[1]. 因此, 具有等離激元性質的金屬納米材料可以作為一個理想的平臺, 用于光電轉換[2]、表面增強拉曼散射[3～6]、光熱轉換[6,7]、等離激元傳感器[8～11]和金屬增強熒光[12]等. 傳統的等離激元材料通常是孤立、分散的納米結構, 其等離激元依賴納米結構的尺寸、形狀和間距, 具有一定的頻率和范圍, 因此, 其光吸收局限在一個較窄的波段范圍[13～15], 從而降低了其對光能的利用效率.

從微觀上看, 等離激元黑體可以看作是不同尺度或形狀的微納結構的組合體, 可以吸收不同頻率的光. 因此等離激元黑體具有寬波段吸光能力, 導致外觀顯示黑色. 與孤立、分散的微納結構相比, 等離激元黑體可以顯著提高對光的利用率. 目前, 人們已發展出多種制備等離激元黑體的方法, 如物理氣相沉積、膠體沉降、化學液相還原等, 并對其吸光性能等進行了系統的研究[16～22]. 然而, 這些制備技術路線復雜, 而且對等離激元黑體的研究多局限于光熱轉換性能, 對電催化性能等其它性能研究得不多. 本文借……