CdS量子点与金电极之间的光生电子交换.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)2814ActaPhys．一C．S／n．2011，27(12)，2814-2820December[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB20I12814www．whxb．pku．edu．cnCdS量子点与金电极之间的光生电子交换岳钊张维王程刘国华牛文成(南开大学电子系，天津300071)摘要：对光照下CdS量子点与金电极之间的光生电子交换过程进行了系统研究．首先，对基于电子隧穿的多个光生电子转移过程进行了理论分析，并进行了数学模型推导．其次，利用推导的数

2、学模型在不同参数的条件下进行了仿真研究．最后，测量了CdS量子点修饰的金电极在不同偏置电压、不同光强和不同氧化物及还原物浓度的条件下产生的光电流，并将实验、理论及仿真结果三者相结合进行了分析讨论．实验结果与仿真结果都证明了理论模型的正确性．关键词：量子点：电子隧穿：光生电子交换：光电流；光电化学中图分类号：0649PhOtoinducedElectronTransferbetweenCdSQuantumDotsandGoldElectrodesYUEZhao’ZHANGWeiWANGChengLIUGuo-HuaNIUW

3、en—Cheng(DepartmentofElectronics，NankaiUniversity,Tianjin300071，R．Ch／na1Abstract：Forabetterdesignofquantumdots(QDs)basedphotoelectrochemicalsensors，photoinducedelectrontransferbetweenCdSQDsandgoldelectredeswasstudied．First．atheoreticaIstudyandmathematicaJmodeJare

4、givenwhereinseveraIelectrontunnelingprocessescompetewitheachothertogiveaphotocurrentunderiIlumination．Second，simulationswithdifferentparameterswerecarriedout．Finally,photocurrentsfromCdSQDsmodifiedgoldelectrodeswithdithioIgroupsweremeasuredunderdiferentconditions

5、．Theresultsshowthattheamplitudesanddirectionsofthephotocurrentsareaffectedbytheappliedpotential，thelightintensity，andtheconcentrationsofoxidantsandreducers．TheexperimentalresultswerethencomparedwiththesimulationresultsandanalyzedbasedonthemodeIgiven．Bycomparingth

6、esimulationandexperimentalresultsthetheoreticaIstudyandthemathematicaImodeIareshowntobeaccurate．KeyWords：Quantumdot；Electrontunneling；Photoinducedelectrontransfer；Photocurrent；Photoelectrochemistry1引言光学传感器，广泛地用于各种生化量的测量．量子点(半导体纳米颗粒)具有高荧光量子效除了特殊的光学特性，量子点还具有特殊的电率，良

7、好的抗光漂白能力，尺寸可控的光谱特性等子和量子性质：随着尺寸的减小，量子点的能带更优异的光学性质．因此，基于化学发光、荧光共振能宽(价带更负、导带更正)，因此量子点导带电子的还量转移、电致发光等传感原理，量子点被制成各种原能力和价带空穴的氧化能力相比本体材料更强：Received：August12，2011；Revised：October2，201l；PublishedonWeb：October20．2011．Correspondingauthor．Email：yuezhao@nankai．edu．cn；Tel：+86．

8、22．23501565．TheprojectwassupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(61001056，60871028)andNaturalScienceFoundationofTianjin．China(10JCZDJC15300)．国家自然