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

 

Коллоидные кристаллы изогнутые и закрученные
Коллоидные кристаллы изогнутые и закрученные

Рейтинг МГУ
По сообщению пресс - службы МГУ, в международном образовательным рейтинге Quacquarelli Symonds (QS) Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова укрепил лидирующие позиции, поднявшись с 90-й строчки на 84-ю. МГУ стал единственным отечественным вузом, попавшим в топ-100 ведущих университетских центров планеты.

12 конференция по нанотоксикологии в Зальцбурге
9, 10 и 11 - 13 сентября 2019 года в Зальцбурге (Австрия) состоится уникальное событие - первый международный научный форум для молодых ученых (International Young Scientist Forum) в рамках 12 международной конференции по нанотоксикологии, а также сама ежегодная конференция. Конференцию посетит команда РФ, отобранная в рамках конкурса National Student Team Contest XIII Всероссийской олимпиады по нанотехнологиям, а также приглашаются к участию все желающие.

Названы победители всероссийского фотоконкурса «Снимай науку!»
Всероссийский фотоконкурс «Снимай науку!» проходил со 2 апреля по 31 мая 2019 года. В нем приняли участие более 400 авторов. Из 2182 фотографий экспертная комиссия выбрала 16 лучших работ, которые войдут в экспозицию фотовыставки «Снимай науку!» в парке искусств «Музеон» (Москва).

Новые гибридные перовскитоподобные материалы для солнечной энергетики
Тарасов Алексей Борисович, Постнаука
Как сохранить энергию солнца или ветра? Как может измениться стационарная энергетика в будущем? В проекте «Мир вещей. Из чего сделано будущее» совместно с Фондом инфраструктурных и образовательных программ (группа РОСНАНО) Постнаука рассказывает о последних открытиях и перспективных достижениях науки о материалах.

Материалы к защитам квалификационных работ бакалавров на ФНМ МГУ в 2019 году
Коллектив авторов
4-7 июня 2019 г. (11-00) в аудитории 221 корпуса Б пройдут защиты ВКР бакалавров ФНМ МГУ.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2019 году
Семенова Анна Александровна
21-24 мая 2019 года в лабораторном корпусе Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ МГУ.

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.