低维半导体为多功能光催化太阳能转化提供了一个绝佳的平台。与体相相比，低维半导体具有由减小的介电屏蔽引起的库仑相互作用介导的激子效应。这使得激子或束缚的电子-空穴对，以及电荷载流子，成为主要的光诱导高能物种。在光催化方面，基于激子的能量转移为能量利用建立了不同于传统基于载体的电荷转移的机制。此外，由于激子和电荷载体之间的相关性，激子效应在确定激子和载流子触发的光催化反应的量子产率中起着至关重要的作用。这使得可以通过激子调节来优化基于低维半导体的光催化。近日，中科大Yi Xie，Xiaodong Zhang等概述了激子效应对基于低维半导体的光催化的影响。
本文要点：
1）通过理解激子和电荷载流子之间的自由度（如自旋和轨道）的差异，作者强调了独特的激子性质在光催化能量转换中的重要性。
2）作者讨论了低维半导体中激子和载流子之间的相互作用，并强调了在处理激子和载流子触发的光催化反应时评估激子效应的必要性。
3) 此外，作者进一步回顾了近期在调节低维半导体基光催化剂的激子方面的进展。
4）最后，作者提出了该领域未来的挑战以及一些亟需解决的问题，包括激子激发光催化的机理理解、扩展表征低维光催化剂中激子性质的方法、丰富低维光催化剂中激子调控的策略等。
Hui Wang, et al. Toward an Excitonic Perspective on Low-dimensional Semiconductors for Photocatalysis. J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c06966
