构筑Ag基超黑材料并研究其表面等离激元特征及其与TiO2形成的复合结构中电荷转移特性
结题报告
批准号:
51771132
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
梁红艳
依托单位:
学科分类:
E0107.金属功能材料
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭倩颖、张亚然、赵倩、王瑾、任健、张泽玥、贾超航
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中文摘要
“超黑材料”是类似于理想黑体,可完全吸收任意角度和波长光的材料,广泛应用于光热转换、光学降噪和隐身等方面。用于探测卫星的超黑材料由碳纳米管组成,但其吸光性能严重依赖入射角度。最近,具有特殊构筑的表面等离激元金属材料被报道具有超黑特性,但其制备手段尚不成熟,光学性能有待完善。本项目提出基于取向连接生长实现可控制备Ag基超黑材料的设想。同时结合电子能量损失谱及传统光谱等手段研究其表面等离激元特征,建立形貌与性能间的构效关系,有望为理解其超黑性能的产生机理提供重要信息。在此基础上构筑Ag/TiO2的复合结构,结合瞬态吸收光谱及同步辐射X射线吸收谱等分析手段,尝试揭示电荷在Ag/TiO2中的转移特性。本项目围绕金属超黑材料的可控制备,表面等离激元特性分析及Ag/TiO2复合结构中电荷转移行为展开研究。这些问题的探索,不仅为超黑材料的应用提供了材料设计和制备基础,同时也为理解其光电性能提供了理论依据
英文摘要
“Super black material” is similar as an ideal black body which can completely absorb incident light at all angles and over all wavelengths. It has a lot of potential applications in the field of solar thermal conversion, optical denoising and stealthy technique. Currently, the commercial super black materials, which have been applied to detection satellite, consist of carbon nanotubes, but their optical absorption depend on the incident angle. Recently, plasmonic metallic materials with well-defined geometry have been reported as super black materials. However, their fabrication methods are immature, and their optical properties are not perfect. In this proposal, we will synthesize plasmonic silver-based super black materials through an oriented attached growth process, which can realize large scale production to fulfill the requirement of practical applications. At the same time, we will combine electron energy-loss spectroscopy with traditional optical extinction spectroscopy to investigate their plamonic features, try to reveal the relationship between the morphology effect and the plasmonic performance and provide novel and important information for understanding the origin of the super black properties. Furthermore, we will fabricate the Ag/TiO2 heterostructure to study the charge transfer process by the technique such as ultra-fast transient absorption and synchrotron radiation X-ray absorption spectroscopy. This proposal mainly focuses on fabrication of metallic super black materials, investigation of their plasmonic features and the charge transfer in Ag/TiO2 heterostructure. Based on these explorations, we will reach the goal of providing desirable material and theory for photoelectronic application.
本项目以构筑等离激元基“超黑材料”为目标导向,设计、构筑了多种金属纳米结构,采用电子能量损失谱、瞬态光谱及传统光谱等手段研究其表面等离激元特征,结合理论计算,揭示了形貌与性能间的构效关系。为研究表面等离激元-半导体复合结构的光电作用,首先探索了锡基钙钛矿材料、TiO2等半导体材料的光电特征,随后选取TiO2材料为研究对象,探索等离激元与TiO2材料复合后的光生电荷效应以及其在催化反应中的应用。重要研究结果为:1设计并研究了分型结构的光学性质,证实其可有效实现超黑性能;2构筑金属-半导体肖特基结,证实其可辅助热电子的注入,实现光-化学能转化。这些问题的研究,提供了设计、制备和应用等离激元超黑材料的依据。在该项目支持下,以第一/通讯作者发表标注资助SCI收录论文17篇,培养出站博士后1人,毕业博士3人,在读博士2人,毕业硕士6人,完成邀请报告5次。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1021/acscatal.0c01733
发表时间:2020-09-04
期刊:ACS CATALYSIS
影响因子:12.9
作者:Han, Mei;Wang, Ning;Liang, Hongyan
通讯作者:Liang, Hongyan
Boride-derived oxygen-evolution catalysts.
硼化物衍生的析氧催化剂
DOI:10.1038/s41467-021-26307-7
发表时间:2021-10-19
期刊:Nature communications
影响因子:16.6
作者:Wang N;Xu A;Ou P;Hung SF;Ozden A;Lu YR;Abed J;Wang Z;Yan Y;Sun MJ;Xia Y;Han M;Han J;Yao K;Wu FY;Chen PH;Vomiero A;Seifitokaldani A;Sun X;Sinton D;Liu Y;Sargent EH;Liang H
通讯作者:Liang H
High Color Purity Lead-Free Perovskite Light-Emitting Diodes via Sn Stabilization
通过锡稳定化实现高色纯度无铅钙钛矿发光二极管
DOI:10.1002/advs.201903213
发表时间:2020-03-01
期刊:ADVANCED SCIENCE
影响因子:15.1
作者:Liang, Hongyan;Yuan, Fanglong;Sargent, Edward H.
通讯作者:Sargent, Edward H.
DOI:10.1016/j.colsurfa.2021.127840
发表时间:2021-11
期刊:Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects
影响因子:--
作者:Li-hua Liu;Kaili Yao;Jiacheng Fu;Yan Huang;Ning Li;Hongyan Liang
通讯作者:Li-hua Liu;Kaili Yao;Jiacheng Fu;Yan Huang;Ning Li;Hongyan Liang
DOI:Artn 120764 10.1016/J.Apcatb.2021.120764
发表时间:2021
期刊:Applied Catalysis B-Environmental
影响因子:--
作者:Mei Han;Changhong Wang;Jun Zhong;Jingrui Han;Ning Wang;Ali Seifitokaldani;Yifu Yu;Yongchang Liu;Xuhui Sun;Alberto Vomiero;Hongyan Liang
通讯作者:Hongyan Liang
高熵合金基催化剂在电化学还原CO2中的表现及机理解析
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    梁红艳
  • 依托单位:
国内基金
海外基金