ナノ粒子SnO2とTiO2のフォトアノードに原子層を沈殿することによって,量子 (電子) トンネリングの振る舞いを体系的に調節する
Chaiya Prasittichai1, Jason R Avila, Omar K Farha
1Department of Chemistry and Argonne-Northwestern Solar Energy Research (ANSER) Center, Northwestern University , Evanston, Illinois 60208, United States.
Journal of the American Chemical Society
|October 24, 2013
まとめ
超薄い酸化膜は,電極と分子間の電子伝送率を正確に制御します. 原子層堆積 (ALD) は,量子トンネル理論による電子トンネルの予測可能な調節を可能にします.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 電気化学 電気化学について
- 表面科学とは,地表科学である.
背景:
- 電子伝送 (ET) は,エネルギー変換装置にとって極めて重要です.
- エレクトロドのインターフェイスでETを制御することは,デバイスのパフォーマンスを最適化するための鍵です.
- アトミック・レイヤー・デポジション (ALD) は,超薄膜の沈着を精密に制御できます.
研究 の 目的:
- 超薄金属酸化物フィルムが電子伝送に及ぼす影響を調査する.
- エレクトロド表面の変更のためのALDの使用を調査する.
- ET率を予測するための量子トンネル理論を検証する.
主な方法:
- ALDを使用したSnO2およびTiO2光電極にTiO2,ZrO2およびAl2O3のフィルムの適合積立.
- 電子伝送 (ET) 運動を分子受容体 (I3(-) に測定する.
- ET率に対するフィルム厚さとバリア高さの影響の分析.
主要な成果:
- 超薄膜 (2 Å 以上の厚さ) は,厚さが増加するにつれてET時間を指数関数的に短縮しました.
- より高いエネルギーバリアにより,トンネル掘削の確率は急激に指数関数的に低下しました.
- 実験データは,単純な量子トンネリングモデルの予測と定量的に一致しました.
結論:
- ALDは,表面改変のための高度に均一で正確な方法を提供します.
- 標準量子トンネリング理論は,電子伝送調節を正確に予測します.
- この研究は,デバイスアプリケーションのインターフェイス電子伝送を予測的に制御することを可能にします.
