等离激元表面上电荷注入能的异常空间变化
化学物理
2023-08-11 v1 计算物理
摘要
将电荷注入金属界面上的分子是许多光激活反应中的关键步骤。注入的能垒与最低的粒子与空穴附加能相对应。我们采用多体微扰理论的格林函数形式，计算激发能，其中包含由于表面电荷密度涨落（即等离激元）引起的非局域关联。我们探究了一个原型体系：纳米尺度等离激元 Au 无限表面及近 3000 个电子的纳米颗粒表面上的 CO 分子。与广泛使用的密度泛函理论相反，我们证明能垒随分子在表面上的位置显著变化，形成可能的载流子注入“热点”。这些区域源于纯等离激元耦合（仅基底表面的电荷密度涨落）与分子—基底杂化程度的相互交织竞争。我们发现了多个具有最低电子/空穴注入能垒的位置。我们确认，等离激元表面吸附物的电荷注入能垒从晶面边缘向晶面中心递减——在此，分子轨道的变化掩盖了基底中电荷涨落的作用。该发现不同于通常认为纳米颗粒边缘电场增强是最关键因素的图景。
引用
@article{arxiv.2308.05297,
title = {Exceptional spatial variation of charge injection energies on plasmonic surfaces},
author = {Xiaohe Lei and Annabelle Canestraight and Vojtech Vlcek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.05297},
year = {2023}
}