众所周知，金纳米颗粒具有尺寸依赖性，这是其独特的催化，光学和电子应用的原因。电子-声子耦合对光催化和光收集很重要，是金的稀有特性之一，但是，其在阈值以上与大小无关，例如，对于直径大于约5 nm的纳米球。近日，宾夕法尼亚州立大学Raymond E. Schaak，Kenneth L. Knappenberger, Jr.等研究表明，当与同等大小的Pt纳米粒子接触时，杂化材料的电子-声子耦合常数取决于Au域的直径。这是非常重要的发现，因为电子-声子耦合常数描述了通过主电子-声子散射热化通道将热电子转换为局部热量的效率。
本文要点：
1）作者首先通过在Pt纳米颗粒种子上生长大小可调的Au纳米颗粒来合成Au-Pt杂化纳米颗粒异质二聚体库。通过系统地改变试剂浓度和反应时间，可以将Au-Pt杂化纳米颗粒异二聚体的Au结构域直径调整在4.4和16 nm之间，而Pt结构域的大小保持恒定。通过校准曲线可以精确指导Au域的大小，并且Au-Pt异二聚体的微观分析提供了有关它们如何生长以及其形态如何演化的见解。
2）飞秒时间分辨瞬态吸收光谱研究表明，对于Au域直径为8.7至14 nm的Au-Pt异二聚体，电子-声子偶合常数降低了80％以上，而同等大小的Au纳米颗粒却没有观察到。
3）较小的Au域与Pt纳米颗粒表面接触会导致Au费米能级附近的态密度增加，它会通过增加电子-声子相互作用次数导致热化时间加速。
该工作表明杂化纳米粒子的精确合成与尺寸依赖的电子-声子耦合的结合对设计用于光催化和光捕获应用的复合金属以及将不同功能工程化到既定材料非常重要。
Abigail M. Fagan, et al. Synthetic Control of Hot-Electron Thermalization Efficiency in Size-Tunable Au–Pt Hybrid Nanoparticles. ACS Nano, 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c08661
