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钯纳米颗粒可见光驱动热电子注入实现金属-半导体光电探测快速响应
Chen, L., Mao, S., Wang, P., Yao, Z., Du, Z., Zhu, Z., Belfiore, L., Tang, J.
Adv. Optical Mater.
Abstract
等离激元衰变诱导的热电子注入可实现飞秒尺度的超快电子转移，使金属纳米颗粒（MNPs）在高速光电子学中具有广阔应用前景。理论预测表明，钯（Pd）因其费米能级附近更高的态密度，相较于传统等离激元纳米颗粒能更高效激发热电子。本研究通过共聚焦开尔文探针力显微镜探究了Pd纳米颗粒的光学特性及等离激元诱导的热电子注入效应。基于表面电位重分布的分析表明，Pd纳米颗粒可在可见光范围内引发高密度热电子转移。根据光电场效应晶体管的光电流特性测试，Pd纳米颗粒与氧化钛（TiOₓ）协同作用，在450 nm光激发下因热电子注入改善TiOₓ薄膜电子耗尽状态，从而实现光电流的快速提升。该结果证实Pd热电子在可见光区具有光电子应用所需的能量特性。