纳米孔隆金属仿生材料中的超快带隙跃迁
介观与纳米尺度物理
2026-01-22 v2 材料科学
摘要
纳米孔隆金属因其可调谐的光学与电子特性、高比表面积以及在传感、催化和生物医学等实际应用中的多样化用途，已成为具有前景的功能结构材料。虽然纳米孔隆金属的光学与形貌特性已广泛研究，但其在超快时间尺度上的电子特性却鲜有探索。本文研究了纳米孔隆金属仿生材料的瞬态响应，并将其与连续金属薄膜的超快动力学进行比较。我们揭示，纳米孔隆样品支持更低能量的带隙跃迁，这是由于纳米孔隆材料中电子温度显著升高，导致电子密度在费米能级附近发生更有效的重新分配。实验结果与两温度模型相符，突显了纳米尺度孔隙结构在促进热载流子生成中的关键作用，从而使低能量光子即可引发带隙跃迁。我们的发现表明，纳米孔隙结构影响着基本的超快电子过程，并将其引入一种可调电子特性的时序仿生材料。此外，我们为纳米孔隆金属的超快电子特性提供了新的见解，这些发现可能影响从光化学、催化到能源收集和光电器件等多个领域的研究。
引用
@article{arxiv.2506.08536,
title = {Ultrafast interband transitions in nanoporous gold metamaterial},
author = {Tlek Tapani and Jonas M. Pettersson and Nils Henriksson and Erik Zäll and Nils V. Hauff and Lakshmi Das and Gianluca Balestra and Massimo Cuscunà and Aitor De Andrés and Tommaso Giovannini and Denis Garoli and Nicolò Maccaferri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.08536},
year = {2026}
}