ACS Nano | 浙江大学：增强等离激元热电子超快注入实现高效水分解制氢

背景：在金属-半导体异质结构中，通过局域表面等离激元共振（LSPR）产生的热电子注入可调控光生载流子行为，但其能量损失机制尚不明确。研究目的：浙江大学团队引入AlGaN/GaN界面层，旨在通过能带匹配和极化效应显著增强金纳米棒的热电子注入能力，提升Ta3N5基光阳极的水分解制氢效率。结论：实验表明，AlGaN/GaN界面层使光电流密度提升约300%，实现3.45%的ABPE和0.236 V的低起始电位。飞秒瞬态吸收光谱证实了超快热电子注入动力学，而界面屏蔽策略定量解耦了热电子与光热效应，显示电子贡献占总等离激元增益的75.5%。DFT计算揭示GaN-Al与Ta3N5的晶格匹配度高达99.22%，有利于电子传输。该工作为提升LSPR体系热电子注入效率提供了关键机制，并为等离激元催化与能量转化设计新思路。