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Platinum Nanoparticles on Gallium Nitride Surfaces: Effect of Semiconductor Doping on Nanoparticle Reactivity
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2012-07-16 , DOI: 10.1021/ja3020132 Susanne Schäfer 1 , Sonja A. Wyrzgol 2 , Roberta Caterino 1 , Andreas Jentys 2 , Sebastian J. Schoell 1 , Michael Hävecker 3 , Axel Knop-Gericke 3 , Johannes A. Lercher 2 , Ian D. Sharp 1 , Martin Stutzmann 1, 2
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2012-07-16 , DOI: 10.1021/ja3020132 Susanne Schäfer 1 , Sonja A. Wyrzgol 2 , Roberta Caterino 1 , Andreas Jentys 2 , Sebastian J. Schoell 1 , Michael Hävecker 3 , Axel Knop-Gericke 3 , Johannes A. Lercher 2 , Ian D. Sharp 1 , Martin Stutzmann 1, 2
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Platinum nanoparticles supported on n- and p-type gallium nitride (GaN) are investigated as novel hybrid systems for the electronic control of catalytic activity via electronic interactions with the semiconductor support. In situ oxidation and reduction were studied with high pressure photoemission spectroscopy. The experiments revealed that the underlying wide-band-gap semiconductor has a large influence on the chemical composition and oxygen affinity of supported nanoparticles under X-ray irradiation. For as-deposited Pt cuboctahedra supported on n-type GaN, a higher fraction of oxidized surface atoms was observed compared to cuboctahedral particles supported on p-type GaN. Under an oxygen atmosphere, immediate oxidation was recorded for nanoparticles on n-type GaN, whereas little oxidation was observed for nanoparticles on p-type GaN. Together, these results indicate that changes in the Pt chemical state under X-ray irradiation depend on the type of GaN doping. The strong interaction between the nanoparticles and the support is consistent with charge transfer of X-ray photogenerated free carriers at the semiconductor-nanoparticle interface and suggests that GaN is a promising wide-band-gap support material for photocatalysis and electronic control of catalysis.
中文翻译：
氮化镓表面上的铂纳米颗粒：半导体掺杂对纳米颗粒反应性的影响
研究了负载在 n 型和 p 型氮化镓 (GaN) 上的铂纳米粒子作为新型混合系统，用于通过与半导体载体的电子相互作用对催化活性进行电子控制。用高压光电发射光谱研究了原位氧化和还原。实验表明，底层的宽带隙半导体对 X 射线照射下负载纳米粒子的化学成分和氧亲和力有很大影响。对于负载在 n 型 GaN 上的沉积态 Pt 立方八面体，与负载在 p 型 GaN 上的立方八面体颗粒相比，观察到更高比例的氧化表面原子。在氧气气氛下，n 型 GaN 上的纳米颗粒被记录到立即氧化，而 p 型 GaN 上的纳米颗粒几乎没有氧化。一起，这些结果表明，在 X 射线照射下 Pt 化学状态的变化取决于 GaN 掺杂的类型。纳米颗粒和载体之间的强相互作用与半导体-纳米颗粒界面处 X 射线光生自由载流子的电荷转移一致，表明 GaN 是一种有前途的宽带隙载体材料，用于光催化和催化电子控制。
更新日期：2012-07-16
中文翻译：
氮化镓表面上的铂纳米颗粒：半导体掺杂对纳米颗粒反应性的影响
研究了负载在 n 型和 p 型氮化镓 (GaN) 上的铂纳米粒子作为新型混合系统，用于通过与半导体载体的电子相互作用对催化活性进行电子控制。用高压光电发射光谱研究了原位氧化和还原。实验表明，底层的宽带隙半导体对 X 射线照射下负载纳米粒子的化学成分和氧亲和力有很大影响。对于负载在 n 型 GaN 上的沉积态 Pt 立方八面体，与负载在 p 型 GaN 上的立方八面体颗粒相比，观察到更高比例的氧化表面原子。在氧气气氛下，n 型 GaN 上的纳米颗粒被记录到立即氧化，而 p 型 GaN 上的纳米颗粒几乎没有氧化。一起，这些结果表明，在 X 射线照射下 Pt 化学状态的变化取决于 GaN 掺杂的类型。纳米颗粒和载体之间的强相互作用与半导体-纳米颗粒界面处 X 射线光生自由载流子的电荷转移一致，表明 GaN 是一种有前途的宽带隙载体材料，用于光催化和催化电子控制。
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