Nat. Commun.：相干plasmonic金属/半导体异质结实现全光谱光催化

本文介绍了中国科学院物理研究所王文龙研究员团队在等离子体氮化铪（HfN）模型体系上的研究。研究发现，独立分解可以在HfN与其天然的氮化氧半导体-Hf2ON2之间产生晶格相干金属/半导体异质结构。通过原子分辨率电子显微镜成像，研究人员直接可视化了界面区域的完整晶格相干性。HfN组件具有覆盖可见光和近红外区域的宽带等离子体吸收，并且等离子体激发的热电子可以有效地跨界面注入相邻的Hf2ON2。当与少量Pt共催化剂结合时，相干HfN/Hf2ON2异质结构在可见光和近红外光照射下实现了高效光催化制氢，表观量子产率在600 nm和850 nm处分别达到27%和13.9%。这一研究为光催化和太阳能转换应用中有效利用广泛的太阳光谱提供了新思路。