Команда IBS во главе с ПАРКОМ лидера группы Jeong Young, сообщило прямое обнаружение горячих электронов, произведенных в твердо-жидком интерфейсе во время экзотермической реакции на поверхности нанодиодов металлического полупроводника. Это – первый раз, когда исследовательская группа преуспела в том, чтобы обнаружить горячие электроны в жидком интерфейсе.В целом горячие электроны получают очень высокую кинетическую энергию от внешних источников энергии, таких как электромагнитная радиация или экзотермическая химическая реакция. Они созданы в ходе химических реакций и могут быть обнаружены, используя каталитический нанодиод, состоящий из тонкой пленки каталитического металла, депонированного на полупроводниковую поддержку.
Поскольку металлическая толщина меньше, чем электронный бессредний путь, горячие электроны могут достигнуть границы металлического полупроводника без значительного ослабления и произвести электрический ток, известный как chemicurrent.Исследовательская группа подтвердила первое наблюдение за горячими электронами посредством экзотермической каталитической реакции, происходящей в жидкой фазе. Предыдущие результаты были ограничены наблюдением горячих электронов в газово-твердых интерфейсах, которые растворили их эффективность поколения; атомная плотность жидкости в 1000 раз выше, чем тот из газа (1 атмосферное давление).Исследование имеет долго достигающие последствия для коммерческого использования осуществления горячих электронов как катализаторы.
Соответствующий профессор автора Парк объяснил: «Горячие электроны – основной элемент в фундаментальном понимании катализа. Это открытие может привести к очень эффективным каталитическим устройствам, которые будут допускать разнообразные применения в жидкой фазе, такие как топливный элемент и искусственный фотосинтез».
Команда нашла, что каталитическое разложение перекиси водорода (H2O2) на различных металлических катализаторах показывает горячие электронные потоки до 10-1 электрона за молекулу продукта, которая намного выше, чем ранее изданные данные для твердо-газовых реакций на подобных нанодиодах. Согласно их рукописи, изданной онлайн 4 июля в Angewandte Chemie и отобранной как показанная тема номера, «возможность обнаружения горячих электронов, произведенных неадиабатическим энергетическим разложением, может также использоваться с другими экзотермическими реакциями в жидко-металлическом интерфейсе.
Замечательно, chemicurrent позволяет поверхностной реакции и государству катализатора быть проверенной в режиме реального времени».Парк подчеркнул, что «Много основанных на электроне методов поверхностной науки только способны к работе в вакууме или в низких давлениях газа. Так как это исследование позволяет вызвать и создание и обнаружение chemicurrent в нанодиоде, наш подход не ограничен определенными условиями окружающей среды».Таким образом это обеспечивает очень чувствительный и мощный инструмент для изучения процессов энергии и передачи обвинения в интерфейсе между жидкостями и металлами.
Результаты могут быть представляющими интерес для множества заявлений включая катализ, электрохимию и экологическую химию.