金纳米团簇具有丰富的紫外可见吸收光谱,具有类似半导体的性质。金纳米团簇可以吸收光并产生自由载流子,而载流子寿命对能量存储和转化等至关重要。近日,卡耐基梅隆大学金荣超及加州大学河滨分校江德恩团队合作,研究了六方密堆积结构(hcp)Au30(S-Adm)18团簇及体心立方结构(bcc) Au38S2(S-Adm)20团簇的载流子寿命。研究发现,具有bcc结构的Au38团簇载流子寿命可达4.7微秒,而具有hcp结构的Au30团簇载流子寿命仅1纳秒,相差三个数量级。进一步实验和理论研究发现,这两个团簇Au4四面体单元具有不同的波函数重叠是载流子寿命相差巨大的起源。
Meng Zhou, Tatsuya Higaki, De-en Jiang*, Rongchao Jin*, et al. Three- orders- of-magnitude variation of carrier lifetimes with crystal phase
of gold nanoclusters. Science, 2019, 364, 279
DOI: 10.1126/science.aaw8007