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Harvesting Solar Energy by Means of Charge-Separating Nanocrystals and Their Solids

Conjoining different semiconductor materials in a single nano-composite provides synthetic means for the development of novel optoelectronic materials ...

The effect of hole localization on photocatalytic activity of Pt-tipped semiconductor nanocrystals is investigated. By tuning the energy balance at the semiconductor-ligand interface, we demonstrate that hydrogen production on Pt sites is efficient only when electron-donating molecules are used for stabilizing semiconductor surfaces. These surfactants play an important role in enabling an efficient and stable reduction of water by heterostructured nanocrystals as they fill vacancies in the valence band of the semiconductor domain, preventing its degradation. In particular, we show that the energy of oxidizing holes can be efficiently transferred to a ligand moiety, leaving the semiconductor domain intact. This allows reusing the inorganic portion of the "degraded" nanocrystal-ligand system simply by recharging these nanoparticles with fresh ligands.

The role of hole localization in sacrificial hydrogen production by semiconductor-metal heterostructured nanocrystals.

Die Wirkung von Loch Lokalisierung Photokatalytische Aktivit&auml;t Pt-Kreiss&auml;gebl&auml;tter Halbleiter-Nanokristallen ist untersucht. Durch Optimierung der Energiebilanz an der Halbleiter-Ligand-Schnittstelle, zeigen wir, dass Wasserstoffproduktion auf Pt-Websites effizient ist, nur wenn Molek&uuml;len Elektronen-Spende zur Stabilisierung des Halbleiter-Oberfl&auml;chen verwendet werden. Die Tenside Rolle eine wichtige in eine effiziente und stabile Reduktion des Wassers durch Heterostructured Nanokristalle aktivieren, wie sie Vakanzen im Valenzband der Halbleiter-Dom&auml;ne f&uuml;llen, seinen Abbau zu verhindern. Insbesondere zeigen wir, dass die Energie der oxidierenden L&ouml;cher ein Ligand-Gruppe effizient &uuml;bertragen werden kann die Halbleiter-Dom&auml;ne intakt. Dies erm&ouml;glicht die Wiederverwendung des anorganischen Teils des Systems &quot;degradiert&quot; Nanokristall-Ligand einfach durch diese Nanopartikel mit frischen Liganden aufladen.

Martene Imboden

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