了解等离子体纳米材料与其吸附物之间的热载流子动力学对于等离子体增强光电子过程(如光催化、光学传感和光谱分析)至关重要。然而,由于光电子的复杂途径和超快相互作用动力学,确定给定过程的具体主导机制通常具有挑战性。这里以 CO 2 还原为例,使用时间相关密度泛函理论计算清楚地探究了单分子水平上等离子体驱动催化的潜在机制。吸附在两个典型纳米团簇 Ag 20 和 Ag 147 上的 CO 2 分子被光激发等离子体光还原,同时激发 CO 2 的不对称拉伸和弯曲模式。激光强度和反应速率之间存在非线性关系,表明由强局部表面等离子体引起的协同相互作用和从间接热电子转移到直接电荷转移的转变。这些发现为 CO2 光还原和设计高效等离子体介导的光催化有效途径提供了新的见解。
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