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透明和透明的纳米晶体 用于红外响应载流子传输

“隐形”已经成为光响应材料的一个重要特征,与他们在能源设备的需求不断增加1,2。控制光吸收诱导的载体转移是该主题的基础。对于隐形材料的制造,有效的策略是选择性地吸收光的紫外(UV)或红外(IR)区域。由于紫外线不利于光能转换系统,红外光吸收器是应对这一挑战的关键。然而,同时追求清晰无色的IR诱导的载体转移一直是光化学研究的重要目标。

红外响应颜料的开发仍然是一个巨大的挑战。就人造材料而言,IR响应窄带隙半导体(例如InSb,HgCdTe等)是不透明的并且呈现源自带间和带内跃迁的深色。

等离子体振子的材料,其是人工色素,表现出的光学特性压倒性优于在IR区域那些天然色素的3,4,5,6,7,8。源自透明导电氧化物纳米晶体(NCs)中载流子的集体振荡的局域表面等离子体共振(LSPR)带使得可以实现短波长红外(SWIR)(1400-4000nm)光的选择性吸收,这是一个重要的波长带中的传感器7,8,9。

在这里,我们展示了SWIR诱导的从透明氧化铟锡(ITO)NCs到金属氧化物(SnO 2和TiO 2)的电子转移。ITO / SnO 2异质界面的时间分辨红外光谱显示出高电子注入效率(33%)和长寿命电荷分离(~2-200μs)。此外,我们通过使用ITO NCC的LSPR的可调性证明了可应用的IR光超过4μm的潜在扩展。我们预计,我们的结果可以向前迈进一步,不仅在等离子体载流子传输的科学方面,而且对于最先进的隐形光学器件也是如此。

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