在亚带隙激发下，Au-(111)/(100) CeO2中的非线性吸收特性与载流子动力学

《The Journal of Physical Chemistry C》：Nonlinear Absorption Properties and Carrier Dynamics in Au-(111)/(100) CeO2 under Sub-Bandgap Excitation

晶面交界处与等离子体金属耦合调控半导体非线性吸收特性及其载流子动力学机制研究。

　　

通过面态结与等离子体金属的耦合来调控材料的结构，可以改变半导体的非线性吸收（NLA）特性，但这些变化与载流子动力学之间的具体关联尚不明确。在本研究中，我们在Au-(111)/(100) CeO₂材料上实现了亚带隙激发下的非线性吸收现象，并对其载流子动力学进行了定量分析。将Au连接到面态结的(111)表面后，材料在500纳米处的吸收类型从反向饱和吸收（RSA）转变为等离子体饱和吸收（SA）。在1300纳米的激发下，材料的吸收过程受到双光子吸收（TPA）介导的Au到(111)表面电荷转移的辅助，其β值（1.07 cm/GW）是(111)/(100) CeO₂（0.06 cm/GW，500纳米）的18倍。在1300纳米激发下的瞬态吸收实验中，Au与(111)表面之间的电荷转移寿命为1.94皮秒；而在325纳米激发下，电荷从导带（CB）和氧空位（OV）跃迁到结的基态经历了两个弛豫过程，弛豫时间分别为114.38皮秒和676.09皮秒，这证实了Au-(111)/(100) CeO₂材料中电荷分离效率较高。