界面电子转移中重组能的电子起源
材料科学
2025-10-08 v2
摘要
电子转移反应是生物和非生物系统中能量转换和化学转化的基础。任何ET过程的效率都依赖于在最佳驱动力范围内达到期望的ET速率。Marcus理论为理解活化自由能提供了一个微观框架，从而通过一个关键参数——重组能——来理解ET的速率。对于带电的固液界面，长期以来人们传统地认为只有电解质相中的因素决定重组能，而电极的电子态密度仅用于决定ET可热访问的通道数量。在这里，我们反而表明电极DOS在控制重组能方面起着核心作用，远远超过其传统上被认为的作用。利用原子层状异质结构，我们调节石墨烯的DOS并测量外球ET动力学。我们发现由此产生的ET速率变化源于与电极中图像势局域化相关的重组能的强烈调制。这项工作重新定义了异质ET动力学的传统范式，揭示了电极电子结构在界面反应性中的更深层作用。
引用
@article{arxiv.2505.11619,
title = {Electronic origin of reorganization energy in interfacial electron transfer},
author = {Sonal Maroo and Leonardo Coello Escalante and Yizhe Wang and Matthew P. Erodici and Jonathon N. Nessralla and Ayana Tabo and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Ke Xu and David T. Limmer and D. Kwabena Bediako},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.11619},
year = {2025}
}