Size-Selected TiO<sub>2</sub> Nanocluster Catalysts for Efficient Photoelectrochemical Water Splitting
Notice bibliographique
Résumé
Nanoclusters (NCs) are of great interest because they provide the link between the distinct behavior of atoms and nanoparticles and that of bulk materials. Here, we report precisely controlled deposition of size-selected TiO2 NCs produced by gas-phase aggregation in a special magnetron sputtering system. Carefully optimized aggregation length and Ar gas flow are used to control the size distribution, while a quadrupole mass filter provides precise in situ size selection (from 2 to 15 nm). Transmission electron microscopy studies reveal that NCs larger than a critical size (∼8 nm) have a crystalline core with an amorphous shell, while those smaller than the critical size are all amorphous. The TiO2 NCs so produced exhibit remarkable photoelectrochemical water splitting performance in spite of a small amount of material loading. NCs of three different sizes (4, 6, and 8 nm) deposited on H-terminated Si(100) substrates are tested for the photoelectrochemical catalytic performance, and significant enhancement in photocurrent density (0.8 mA/cm(2)) with decreasing NC size is observed with a low saturation voltage of -0.22 V vs Ag/AgCl (0.78 V vs RHE). The enhanced photoconductivity could be attributed to the increase in the specific surface area and increase in the number of active (defect) sites in the amorphous NCs. The unique advantages of the present technique will be further exploited to develop applications based on tunable, size-selected NCs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».