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Reversible Photodoping of TiO2 Nanoparticles for Photochromic Applications
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2018-12-10 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b04813 Urmas Joost 1, 2 , Andris Šutka 2, 3 , Marek Oja 2 , Krisjanis Smits 4 , Nicola Döbelin 5 , Ardi Loot 2 , Martin Järvekülg 2 , Mika Hirsimäki 1 , Mika Valden 1 , Ergo Nõmmiste 2
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2018-12-10 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b04813 Urmas Joost 1, 2 , Andris Šutka 2, 3 , Marek Oja 2 , Krisjanis Smits 4 , Nicola Döbelin 5 , Ardi Loot 2 , Martin Järvekülg 2 , Mika Hirsimäki 1 , Mika Valden 1 , Ergo Nõmmiste 2
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Observations on the strong photochromic effect of crystalline TiO2 quantum dots (mean size ≈ 4 nm) are presented. The synthesized quantum dots consist of irregularly shaped anatase TiO2 nanoparticles (NPs) and are dispersed in butanol (8% by mass). Obtained NPs exhibit a dramatic photoresponse to UV light, enabling effective transmittance modulation in a broad wavelength range extending from the visible to near-infrared region, and even the thermal black body radiation regime beyond 10 μm. The exceptional photoresponse is attributed to hole-scavenging by butanol, TiO2 self-reduction, injection of electrons to the conduction band, and consequent localized surface plasmon resonances in NPs. The observed optical effect is reversible, and the initial high transmittance state can be restored simply by exposing the NPs to air. The applied NP synthesis route is economic and can be easily scaled for applications such as smart window technologies.
中文翻译：
用于光致变色应用的TiO 2纳米粒子的可逆光掺杂
提出了对晶体TiO 2量子点（平均尺寸≈4 nm）的强光致变色效应的观察。合成的量子点由不规则形状的锐钛矿型TiO 2纳米颗粒（NPs）组成，并分散在丁醇中（质量百分比为8％）。所获得的NP对紫外光表现出戏剧性的光响应，从而能够在从可见光到近红外区域甚至超过10μm的热黑体辐射范围的宽波长范围内进行有效的透射率调制。出色的光响应归因于丁醇TiO 2清除空穴自还原，电子注入到导带，以及随之而来的NP中的局部表面等离振子共振。观察到的光学效果是可逆的，并且只需将NP暴露在空气中即可恢复初始的高透射率状态。所应用的NP合成路线经济且可以轻松扩展以适用于诸如智能窗口技术之类的应用。
更新日期：2018-12-10
中文翻译：
用于光致变色应用的TiO 2纳米粒子的可逆光掺杂
提出了对晶体TiO 2量子点（平均尺寸≈4 nm）的强光致变色效应的观察。合成的量子点由不规则形状的锐钛矿型TiO 2纳米颗粒（NPs）组成，并分散在丁醇中（质量百分比为8％）。所获得的NP对紫外光表现出戏剧性的光响应，从而能够在从可见光到近红外区域甚至超过10μm的热黑体辐射范围的宽波长范围内进行有效的透射率调制。出色的光响应归因于丁醇TiO 2清除空穴自还原，电子注入到导带，以及随之而来的NP中的局部表面等离振子共振。观察到的光学效果是可逆的，并且只需将NP暴露在空气中即可恢复初始的高透射率状态。所应用的NP合成路线经济且可以轻松扩展以适用于诸如智能窗口技术之类的应用。
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