Advanced Interface Engineering in Gradient Core/Shell Quantum Dots Enables Efficient Photoelectrochemical Hydrogen Evolution.
carrier dynamics
hydrogen evolution
interface engineering
quantum dots
theoretical calculation
Journal
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
ISSN: 1613-6829
Titre abrégé: Small
Pays: Germany
ID NLM: 101235338
Informations de publication
Date de publication:
21 Dec 2023
21 Dec 2023
Historique:
revised:
19
11
2023
received:
22
07
2023
medline:
21
12
2023
pubmed:
21
12
2023
entrez:
21
12
2023
Statut:
aheadofprint
Résumé
Semiconductor core/shell quantum dots (QDs) are considered promising building blocks to fabricate photoelectrochemical (PEC) cells for the direct conversion of solar energy into hydrogen (H
Identifiants
pubmed: 38128031
doi: 10.1002/smll.202306203
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2306203Subventions
Organisme : Canada Foundation for Innovation
Organisme : Canada Research Chairs
Organisme : Fonds de recherche du Québec Nature et technologies
Organisme : National Natural Science Foundation of China
ID : 52202294
Organisme : Fundamental Research Funds for the Central Universities
ID : XJS221403
Informations de copyright
© 2023 Wiley-VCH GmbH.
Références
a) X. Dai, Y. Deng, X. Peng, Y. Jin, Adv. Mater. 2017, 29, 1607022;
b) S. M. Tenney, V. Vilchez, M. L. Sonnleitner, C. Huang, H. C. Friedman, A. J. Shin, T. L. Atallah, A. P. Deshmukh, S. Ithurria, J. R. Caram, J. Phys. Chem. Lett. 2020, 11, 3473;
c) X. Zhang, H. Xie, Z. Liu, C. Tan, Z. Luo, H. Li, J. Lin, L. Sun, W. Chen, Z. Xu, L. Xie, W. Huang, H. Zhang, Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 3653;
d) S. Chan, M. Liu, K. Latham, M. Haruta, H. Kurata, T. Teranishi, Y. Tachibana, J. Mater. Chem. C 2017, 5, 2182;
e) J. Engel, S. R. Bishop, L. Vayssieres, H. L. Tuller, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 4952;
f) O. Abdelkarim, G. S. Selopal, K. Suresh, F. Navarro-Pardo, P. Kumar, K. K. Ghuman, A. Yurtsever, G. Bassioni, Z. M. Wang, F. Rosei, Chem. Eng. J. 2022, 429, 132425.
G. S. Selopal, H. Zhao, G. Liu, H. Zhang, X. Tong, K. Wang, J. Tang, X. Sun, S. Sun, F. Vidal, Y. Wang, Z. M. Wang, F. Rosei, Nano Energy 2019, 55, 377.
a) L. Gao, L. N. Quan, F. P. García De Arquer, Y. Zhao, R. Munir, A. Proppe, R. Quintero-Bermudez, C. Zou, Z. Yang, M. I. Saidaminov, O. Voznyy, S. Kinge, Z. Lu, S. O. Kelley, A. Amassian, J. Tang, E. H. Sargent, Nat. Photonics 2020, 14, 227;
b) B. N. Pal, Y. Ghosh, S. Brovelli, R. Laocharoensuk, V. I. Klimov, J. A. Hollingsworth, H. Htoon, Nano Lett. 2012, 12, 331.
G. Konstantatos, I. Howard, A. Fischer, S. Hoogland, J. Clifford, E. Klem, L. Levina, E. H. Sargent, Nature 2006, 442, 180.
a) H. Zhao, A. Vomiero, F. Rosei, Small 2015, 11, 5741;
b) J. Liu, H. Zhang, G. S. Selopal, S. Sun, H. Zhao, F. Rosei, ACS Photonics 2019, 6, 2479.
M. Frasco, N. Chaniotakis, Sensors 2009, 9, 7266.
a) H. Zhao, R. Sun, Z. Wang, K. Fu, X. Hu, Y. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1902262;
b) H. Zhao, D. Benetti, X. Tong, H. Zhang, Y. Zhou, G. Liu, D. Ma, S. Sun, Z. M. Wang, Y. Wang, F. Rosei, Nano Energy 2018, 50, 756.
a) H. Zhao, H. Zhang, G. Liu, X. Tong, J. Liu, G. S. Selopal, Y. Wang, Z. M. Wang, S. Sun, F. Rosei, Appl. Catal., B 2019, 250, 234;
b) H. Zhang, L. V. Besteiro, J. Liu, C. Wang, G. S. Selopal, Z. Chen, D. Barba, Z. M. Wang, H. Zhao, G. P. Lopinski, S. Sun, F. Rosei, Nano Energy 2021, 79, 105416;
c) H. Zhao, X. Li, M. Cai, C. Liu, Y. You, R. Wang, A. I. Channa, F. Lin, D. Huo, G. Xu, X. Tong, Z. M. Wang, Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2101230;
d) B. Luo, J. Liu, H. Guo, X. Liu, R. Song, K. Shen, Z. M. Wang, D. Jing, G. S. Selopal, F. Rosei, Nano Energy 2021, 88, 106220;
e) O. Abdelkarim, A. Mirzaei, G. S. Selopal, A. Yurtsever, G. Bassioni, Z. M. Wang, M. Chaker, F. Rosei, Chem. Eng. J. 2022, 446, 137312.
H. Zhao, F. Rosei, Chem 2017, 3, 229.
A. Fujishima, K. Honda, Nature 1972, 238, 37.
M. Grätzel, Nature 2001, 414, 338.
I. S. Cho, Z. Chen, A. J. Forman, D. R. Kim, P. M. Rao, T. F. Jaramillo, X. Zheng, Nano Lett. 2011, 11, 4978.
a) S. K. Mohapatra, M. Misra, V. K. Mahajan, K. S. Raja, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 8677;
b) M. Mohammadnezhad, G. S. Selopal, O. Cavuslar, D. Barba, E. G. Durmusoglu, H. Y. Acar, Z. M. Wang, G. P. Lopinski, B. Stansfield, H. Zhao, F. Rosei, Chem. Eng. J. 2021, 421, 127756.
a) M. Liu, N. De Leon Snapp, H. Park, Chem. Sci. 2011, 2, 80;
b) G. Wang, H. Wang, Y. Ling, Y. Tang, X. Yang, R. C. Fitzmorris, C. Wang, J. Z. Zhang, Y. Li, Nano Lett. 2011, 11, 3026.
R. Akilimali, G. S. Selopal, M. Mohammadnezhad, I. Ka, Z. M. Wang, G. P. Lopinski, H. Zhao, F. Rosei, Chem. Eng. J. 2022, 435, 135037.
U. Bach, D. Lupo, P. Comte, J. E. Moser, F. Weissörtel, J. Salbeck, H. Spreitzer, M. Grätzel, Nature 1998, 395, 583.
N. Yang, Y. Liu, H. Wen, Z. Tang, H. Zhao, Y. Li, D. Wang, ACS Nano 2013, 7, 1504.
H. Zhang, G. S. Selopal, Y. Zhou, X. Tong, D. Benetti, L. Jin, F. Navarro-Pardo, Z. Wang, S. Sun, H. Zhao, F. Rosei, Nanoscale 2017, 9, 16843.
R. Adhikari, L. Jin, F. Navarro-Pardo, D. Benetti, B. Alotaibi, S. Vanka, H. Zhao, Z. Mi, A. Vomiero, F. Rosei, Nano Energy 2016, 27, 265.
X. Tong, X.-T. Kong, C. Wang, Y. Zhou, F. Navarro-Pardo, D. Barba, D. Ma, S. Sun, A. O. Govorov, H. Zhao, Z. M. Wang, F. Rosei, Adv. Sci. 2018, 5, 1800656.
D. C. Lee, I. Robel, J. M. Pietryga, V. I. Klimov, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9960.
C. Wang, D. Barba, G. S. Selopal, H. Zhao, J. Liu, H. Zhang, S. Sun, F. Rosei, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1904501.
a) H. Zhang, J. Liu, C. Wang, G. S. Selopal, D. Barba, Z. M. Wang, S. Sun, H. Zhao, F. Rosei, ACS Photonics 2019, 6, 2421;
b) S. Zou, Y. Liu, J. Li, C. Liu, R. Feng, F. Jiang, Y. Li, J. Song, H. Zeng, M. Hong, X. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 11443;
c) R. Beaulac, P. I. Archer, S. T. Ochsenbein, D. R. Gamelin, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 3873;
d) C. S. Erickson, L. R. Bradshaw, S. Mcdowall, J. D. Gilbertson, D. R. Gamelin, D. L. Patrick, ACS Nano 2014, 8, 3461.
E. G. Durmusoglu, G. S. Selopal, M. Mohammadnezhad, H. Zhang, P. Dagtepe, D. Barba, S. Sun, H. Zhao, H. Y. Acar, Z. M. Wang, F. Rosei, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 36301.
a) I. Coropceanu, M. G. Bawendi, Nano Lett. 2014, 14, 4097;
b) S. A. Ivanov, A. Piryatinski, J. Nanda, S. Tretiak, K. R. Zavadil, W. O. Wallace, D. Werder, V. I. Klimov, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 11708;
c) H. Zhao, G. Liu, F. Vidal, Y. Wang, A. Vomiero, Nano Energy 2018, 53, 116.
Z. Li, A. I. Channa, Z. M. Wang, X. Tong, Small n/a, 2305146.
a) H. Guo, B. Luo, J. Wang, B. Wang, X. Huang, J. Yang, W. Gong, Y. Zhou, X. Niu, J. Mater. Chem. A 2020, 8, 24655;
b) H. Guo, P. Yang, J. Hu, A. Jiang, H. Chen, X. Niu, Y. Zhou, ACS Omega 2022, 7, 9642.
S. Jiao, J. Wang, Q. Shen, Y. Li, X. Zhong, J. Mater. Chem. A 2016, 4, 7214.
a) Y.-S. Park, J. Lim, V. I. Klimov, Nat. Mater. 2019, 18, 249;
b) J. Lim, Y.-S. Park, V. I. Klimov, Nat. Mater. 2018, 17, 42;
c) W. K. Bae, Y.-S. Park, J. Lim, D. Lee, L. A. Padilha, H. Mcdaniel, I. Robel, C. Lee, J. M. Pietryga, V. I. Klimov, Nat. Commun. 2013, 4, 2661;
d) W. K. Bae, L. A. Padilha, Y.-S. Park, H. Mcdaniel, I. Robel, J. M. Pietryga, V. I. Klimov, ACS Nano 2013, 7, 3411.
W. Nan, Y. Niu, H. Qin, F. Cui, Y. Yang, R. Lai, W. Lin, X. Peng, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19685.
G. Liu, W. Liang, X. Xue, F. Rosei, Y. Wang, Adv. Sci. 2021, 8, 2102784.
J. Hou, H. Zhao, F. Huang, Q. Jing, H. Cao, Q. Wu, S. Peng, G. Cao, J. Power Sources 2016, 325, 438.
L. Zhao, J. Jia, Z. Yang, J. Yu, A. Wang, Y. Sang, W. Zhou, H. Liu, Appl. Catal., B 2017, 210, 290.
J.-J. Wang, Y.-Q. Wang, F.-F. Cao, Y.-G. Guo, L.-J. Wan, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12218.
O. Labeau, P. Tamarat, B. Lounis, Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 257404.
H. Zhao, Z. Fan, H. Liang, G. S. Selopal, B. A. Gonfa, L. Jin, A. Soudi, D. Cui, F. Enrichi, M. M. Natile, I. Concina, D. Ma, A. O. Govorov, F. Rosei, A. Vomiero, Nanoscale 2014, 6, 7004.
a) J. Zhang, X. Zhang, J. Y. Zhang, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 3904;
b) M. G. Bawendi, P. J. Carroll, W. L. Wilson, L. E. Brus, J. Chem. Phys. 1992, 96, 946.
M. Jones, S. S. Lo, G. D. Scholes, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 3011.
H. Zhang, Y. Ye, J. Zhang, Y. Cui, B. Yang, L. Shen, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 15660.
C. J. Hanson, N. F. Hartmann, A. Singh, X. Ma, W. J. I. Debenedetti, J. L. Casson, J. K. Grey, Y. J. Chabal, A. V. Malko, M. Sykora, A. Piryatinski, H. Htoon, J. A. Hollingsworth, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 11081.
a) O. Stroyuk, A. Raevskaya, N. Gaponik, O. Selyshchev, V. Dzhagan, S. Schulze, D. R. T. Zahn, J. Phys. Chem. C 2018, 122, 10267;
b) N. Mahapatra, S. Panja, A. Mandal, M. Halder, J. Mater. Chem. C 2014, 2, 7373;
c) Z. Wang, X. Xing, Y. Yang, R. Zhao, T. Zou, Z. Wang, Y. Wang, Sci. Rep. 2018, 8, 8953.
K. Wang, Y. Tao, Z. Tang, D. Benetti, F. Vidal, H. Zhao, F. Rosei, X. Sun, Nano Energy 2022, 100, 107524.
J. Tang, K. W. Kemp, S. Hoogland, K. S. Jeong, H. Liu, L. Levina, M. Furukawa, X. Wang, R. Debnath, D. Cha, K. W. Chou, A. Fischer, A. Amassian, J. B. Asbury, E. H. Sargent, Nat. Mater. 2011, 10, 765.
G. S. Selopal, M. Mohammadnezhad, F. Navarro-Pardo, F. Vidal, H. Zhao, Z. M. Wang, F. Rosei, Nanoscale Horiz. 2019, 4, 404.
B. Liu, X. Hu, X. Li, Y. Li, C. Chen, K.-H. Lam, Sci. Rep. 2017, 7, 16396.
a) K. S. Ranjith, A. Senthamizhan, B. Balusamy, T. Uyar, Catal. Sci. Technol. 2017, 7, 1167;
b) S. Majumder, A. C. Mendhe, D. Kim, B. R. Sankapal, J. Alloys Compd. 2019, 788, 75.
B. G. Jeong, Y.-S. Park, J. H. Chang, I. Cho, J. K. Kim, H. Kim, K. Char, J. Cho, V. I. Klimov, P. Park, D. C. Lee, W. K. Bae, ACS Nano 2016, 10, 9297.
G. S. Selopal, O. Abdelkarim, P. Kumar, L. Jin, J. Liu, H. Zhao, A. Yurtsever, F. Vidal, Z. M. Wang, F. Rosei, ACS Appl. Energy Mater. 2022, 5, 1447.
a) J. Bisquert, G. Garcia-Belmonte, P. Bueno, E. Longo, L. O. S. Bulhões, J. Electroanal. Chem. 1998, 452, 229;
b) T.-T. Gu, X.-M. Wu, Y.-M. Dong, G.-L. Wang, J. Electroanal. Chem. 2015, 759, 27;
c) X. Wang, T. Yan, Y. Li, Y. Liu, B. Du, H. Ma, Q. Wei, Sci. Rep. 2015, 5, 17945;
d) K. Ozoemena, Sensors 2006, 6, 874.
A. J. Peltekoff, V. E. Hiller, G. P. Lopinski, O. A. Melville, B. H. Lessard, ACS Applied Polymer Materials 2019, 1, 3210.
H. Zhang, X. Liu, R. Wang, R. Mi, S. Li, Y. Cui, Y. Deng, J. Mei, H. Liu, J. Power Sources 2015, 274, 1063.
R. Adhikari, K. Basu, Y. Zhou, F. Vetrone, D. Ma, S. Sun, F. Vidal, H. Zhao, F. Rosei, J. Mater. Chem. A 2018, 6, 6822.
B. H. Meekins, P. V. Kamat, ACS Nano 2009, 3, 3437.