具有热点可在太阳光照下高效产生热电子的等离激元纳米星

纳米星（NSTs）是带有等离激元热点的尖刺状纳米晶体。在本研究中，我们表明局域在纳米星尖端的强电磁场能够产生大量高能（热）电子，可用于光化学。为了计算具有复杂形状的等离激元纳米晶体，我们开发了一种基于热电子表面产生效应的量子方法。然后，我们将该方法应用于纳米星、纳米棒和纳米球。我们发现，与纳米棒和纳米球的情况相比，具有多个热点的等离激元纳米星在热电子的光学产生方面具有最佳特性。热电子的产生是一种量子效应，源于纳米晶体表面附近的光学跃迁。纳米晶体的量子性质强烈依赖于尺寸和材料。特别是，在热电子产生的量子速率方面，银纳米晶体显著优于金纳米晶体。另一个重要因素是纳米晶体的尺寸。较小的纳米晶体在热电子产生方面效率更高，因为它们表现出更强的量子表面效应。本研究的结果可用于设计用于太阳能光催化应用的新型材料系统。