Strong Potential Gradients and Electron Confinement in ZnO Nanoparticle Films: Implications for Charge-Carrier Transport and Photocatalysis

材料科学 纳米材料 光催化 载流子 纳米孔 纳米颗粒 纳米技术 带材弯曲 纳米结构 化学物理 X射线光电子能谱 异质结 表面状态 电子 电子迁移率 化学工程 光电子学 化学 催化作用 工程类 生物化学 物理 量子力学 几何学 数学 曲面(拓扑)
作者
Johannes Mahl,Oliver Geßner,Johannes V. Barth,P. Feulner,Stefan Neppl
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:4 (11): 12213-12221 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acsanm.1c02730
摘要

Zinc oxide (ZnO) nanomaterials are promising components for chemical and biological sensors and photocatalytic conversion and operate as electron collectors in photovoltaic technologies. Many of these applications involve nanostructures in contact with liquids or exposed to ambient atmosphere. Under these conditions, single-crystal ZnO surfaces are known to form narrow electron accumulation layers with few nanometer spatial penetration into the bulk. A key question is to what extent such pronounced surface potential gradients can develop in the nanophases of ZnO, where they would dominate the catalytic activity by modulating charge-carrier mobility and lifetimes. Here, we follow the temperature-dependent surface electronic structure of nanoporous ZnO with photoemission spectroscopy to reveal a sizable, spatially averaged downward band bending for the hydroxylated state and a conservative upper bound of <6 nm for the spatial extent of the associated potential gradient. This nanoscale confinement of conduction-band electrons to the nanoparticle film surface is crucial for a microscopic understanding and further optimization of charge transport and photocatalytic function in complex ZnO nanomaterials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
一十六完成签到,获得积分10
2秒前
星星落我怀完成签到,获得积分10
2秒前
我是老大应助俭朴采纳,获得10
4秒前
4秒前
bingqian_yao完成签到,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
承乐应助chuancheng采纳,获得10
6秒前
大罗完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
wxyshare应助hanyi采纳,获得10
8秒前
wxyshare应助hanyi采纳,获得10
8秒前
且慢应助hanyi采纳,获得10
8秒前
8秒前
动听千秋完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
优秀不愁发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
KeyNes发布了新的文献求助10
15秒前
wuxiaoyu发布了新的文献求助10
15秒前
欢乐通发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
果酱的奥特曼完成签到,获得积分10
17秒前
自由的雪一完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
ri_290发布了新的文献求助10
19秒前
凸凸发布了新的文献求助10
19秒前
钱邦国完成签到 ,获得积分10
20秒前
段小麻发布了新的文献求助10
20秒前
7720发布了新的文献求助10
21秒前
zbol发布了新的文献求助10
24秒前
天天快乐应助ff采纳,获得10
24秒前
程风破浪发布了新的文献求助10
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5605558
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4690129
关于积分的说明 14862351
捐赠科研通 4701941
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2542175
邀请新用户注册赠送积分活动 1507804
关于科研通互助平台的介绍 1472113