Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Фототок анатаза с и без нанесения золотой пленки при облучении светом с длинами волн 254 нм и 532 нм.
Рисунок 2. Фототок анатаза с и без нанесения золотой пленки при облучении светом с длиной волны 633 нм.
Рисунок 3. Интенсивность электрического поля на границе золото-анатаз, рассчитанная с помощью FDTD-метода (finite-difference time-domain).

"Золотое" расщепление воды

Ключевые слова:  анатаз, плазмонный резонанс

Опубликовал(а):  Шуваев Сергей Викторович

13 марта 2011

Все мы прекрасно знаем, что Солнце - практически не иссякаемый источник энергии, способный полностью удовлетворить потребности населения нашей планеты (энергия Солнца достигающая поверхности земли в час соизмерима с суммарным годовым потреблением землян). Начиная с 70-ых годов особый интерес вызывает фотокаталитическое расщепление воды как перспективный источник получения водорода, однако во всех предложенных к настоящему времени методах поглощение света происходит в УФ-диапазоне.

Ученые из университета Южной Калифорнии предложили нанести золотую пленку толщиной 5 нм на поверхность анатаза, полученного электрохимическим окислением титановой фольги. Полученная гетероструктура продемонстрировала пятикратный рост фототока при облучении в видимом диапазоне (λ = 532 нм) и четырехкратное падение фототока при облучение в УФ-диапазоне (λ = 254 нм). Гораздо более значительного роста (66Х) удалось достичь при облучении еще более длиноволновым излучением (λ = 633 нм), чья энерегия существенно ниже ширины запрещенной зоны в анатазе (1,96 эВ против 3,2 эВ). Как же можно объяснить такой аномальный рост фототока при облучении в видимом диапазоне?

До сих пор большинство исследователей склонялось к механизму переноса заряда от наночастиц золота на анатаз. Однако такой механизм маловероятен, т.к. запрещенная зона анатаза выше по энергии, чем уровень Ферми золота, поэтому перенос заряда энергетически невыгоден. Куда более вероятно, что причиной такого аномального роста фототока является локальное усиление электрического поля поверхностными плазмонами, что в купе с сильной дефектностью TiO2 и малым размером зерен (а следовательно, весьма ограниченной диффузионной длиной неосновых носителей заряда - 10 нм) приводит к столь значительному росту фототока, т.к. свой вклад в каталитическое расщепление воды будут вносить только фотоны, поглощенные в 10 нм поверхностном слое анатаза.


Источник: Nano Letters



Комментарии
Владимир Владимирович, 13 марта 2011 08:24 
Увлекательная статья и перевод хороший!
66 раз - сильно звучит (или целых 0.3 микроА супротив 80 при 254 нм)

Это как у классиков социализма - если оригинально выделить студентам ФНМа пять копеек в месяц на стипендию, а заплатить целых сто (!) рублей - это будет эквивалентно реальному улучшению их (студентов) благосостояния в 2000 (!!!) раз.
настюшка, 13 марта 2011 12:05 
интересная статейка
Если за 1 час достигающая Земли энергия Солнца "соизмерима с суммарным годовым потреблением землян", то куда же она девается сейчас? Конечно, можно расписать куда. Но отбирая эту энергию с помощью мощных солнечных элементов, расставленных в больших количествах по поверхности планеты Земля, не нарушим ли мы то равновесие энергетического баланса к которому "привыкла" природа?
Владимир Владимирович, 13 марта 2011 18:47 
Человек все энергичнее и энергичнее нарушает равновесие энергетического баланса...
Человеки они такие
Вот например у Вас, Ангелина Валерьевна, появилось 10 "комментариев" за последний 1 час! Но где же они?
Ай-яй-яй?? (Где смысл??)
А Вы о "равновесии"...
Сашина мама:
Владимир Владимирович!
Ангелиночка- умничка, научилась тому, как быть популярной. Мои мальчики уже обратили внимание на нее и спросили разрешения, можно ли как эта девочка всем восторгаться и себе рейтинг повышать, я им запретила.
Сколько ж мальчикам лет, если они спрашивают разрешение, чтоб писать свои комментарии? И если "Ангелиночка- умничка", то почему запрещено мальчикам быть такими же умничками? Вот Ангелина Валерьевна не спрашивает ни у кого разрешения, а читает и ... восторгается
сашина мама:
Ангелиночка!
Как родительница скажу, что научным девочкам, чтобы обратить на себя внимание приходится химию читать н не только на русском языке, но на английском, французском, китайском, японском...
Так что удивляйся всему , восхищайся, радуйся!!!
Удивительно как быстро движется наука.
Только вот - куда?
Вбок
девочкам, чтобы обратить на себя внимание, нужно читать не только химию А Ангелина и взаправду молодец!
Владимир Владимирович, 15 марта 2011 03:22 
Жанна Владиславона,
Популярность бывает очень разной.
И проблема, Екатерина Дмитриевна, не просто в восторженных и бессмысленных (потому как нет коммуникации) комментариях (что само по себе больших проблем не вызывает, во всяком случае у меня), а в инфляции рейтинга собственно без комментариев (используя несовершенство или наоборот совершенство сайта, такая "умничка"), что на мой взгляд вряд ли сколь-либо положительно, но, вполне возможно, в духе времени.
Зря я начал, наверное...
""Золотое" расщепление воды"
Юный максималист, 17 марта 2011 00:00 
Как и обещал, комментарии стер.
Будем общаться в частной переписке.
Трусов Л. А., 17 марта 2011 13:14 
надо отменить возможность удалять комментарии. сутки на правку, и превед - что написано пером, того не вырубишь топором.
Владимир Владимирович, 17 марта 2011 15:40 
Очень поддерживаю - сутки, если не было комментариев после. И чтобы оставалась запись удаления и причины. Тоже самое с исправлениями.
Трусов Л. А., 17 марта 2011 16:03 
ну, тока чтоб модераторам всё было можно
Владимир Владимирович, 17 марта 2011 16:38 
Ага, чтоб было как на дорогах, когда все с синими мигалками
Юный максималист, 17 марта 2011 23:53 
да я не против, просто тут возмущались, что не
в тему было. Я от своих слов не отказываюсь.
g e n, 31 марта 2011 17:09 
Господа специалисты!
Поясните, пожалуйста:
1. Чему соответствует точка 0 на оси времени (рис.1 и 2): начало облучения образца, конец облучения, что-то ещё?
2. Почему зависимость ток-время имеет П-образный характер?
3. На рис.1 по Y "ток короткого замыкания", а на рис.2 -"ток". Это одно и то же?
4. На рис. 2 ток вырос примерно с 0,05 до 0,33. Это 6,6Х или 66Х?
5. Насколько важен рост тока при 633 нм до 0,33 мкА, если при 532 нм без всякого нанозолота имеем более 4 мкА?
6. Почему, по вашему мнению, авторы не привели картинку, аналогичную рис. 1 и 2, при облучении видимым светом?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Наноновогодняя открытка-коллаж 2018
Наноновогодняя открытка-коллаж 2018

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.