[發(fā)明專利]一種增強表面等離激元效應的高效催化反應器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810921436.2
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN108786686A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權）人: 中山科立特光電科技有限公司
• 主分類號: B01J19/08
• 分類號: B01J19/08;B01J19/00;B01J19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種增強表面等離激元效應的高效催化反應器，包括第一透光導電膜，設置于第一透光導電膜上表面、相互間隔的源極/漏極，第一透光導電膜下方設置有SiO₂層，第一透光導電膜與SiO₂層之間設置有多少個金屬納米顆粒，SiO₂層的下方設置有第二透光導電膜，第二透光導電膜的下方還設置有底座，第二透光導電膜還與引入的門電壓電連接，第一透光導電膜為波浪形；該增強表面等離激元效應的高效催化反應，將第一透光導電膜設置為納米波浪形，每一個金屬納米顆粒均與第一透光導電膜的一個納米波浪形的弧度相吻合，從而增強了金屬納米顆粒周圍的電場，形成更強的表面等離激元效應，進而增強目標分子進行催化反應。

技術領域

本發(fā)明屬于表面催化反應器件技術領域，具體涉及一種增強表面等離激元效應的高效催化反應器。

背景技術

表面等離激元(SPs)是電磁波(光)與金屬(或摻雜半導體)表面內的準自由電子氣集體振蕩相干耦合后形成的一種共振激發(fā)元。通常把能局域于金屬納米顆粒表面的電子振蕩稱為局域表面等離激元共振(LSPR)。在納米尺度范圍，等離激元誘導的催化反應占據主導地位，通常我們把它稱作等離激元誘導化學反應。眾所周知，等離激元衰減而產生的熱電子在等離激元誘導的化學反應中扮演著重要的角色。當熱電子暫時吸附于目標分子時，等離激元誘導化學反應中的分子的中性勢能面(PES)被注入電子，因此使分子的反應勢壘顯著降低，同時熱電子還能暫時起到連接分子的作用。同時，熱電子的動能可以有效地轉移給目標分子，為催化反應提供能量；熱電子還能作為催化反應所需的能量推動分子反應的發(fā)生。

然而,現(xiàn)有的表面等離激元催化反應器如圖1所示，是將目標分子置于二維半導體材料上進行催化反應，目標分子會遮擋入射光,從而導致入射到金屬納米顆粒上的光強度減少,從而導致金屬顆粒周圍電場較小,降低了所激發(fā)的金屬納米顆粒表面等離激元效應,使得催化反應效率比較低較。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有表面等離激元催化反應器進行催化反應的目標分子容易遮擋的入射光對所激發(fā)的表面等離激元效應造成削弱的問題。

本發(fā)明提供一種增強表面等離激元效應的高效催化反應器，包括第一透光導電膜，設置于第一透光導電膜上表面、相互間隔的源極/漏極，所述第一透光導電膜下方設置有SiO₂層，第一透光導電膜與SiO₂層之間設置有多少個金屬納米顆粒，所述SiO₂層的下方設置有第二透光導電膜，所述第二透光導電膜的下方還設置有底座，所述第二透光導電膜還與引入的門電壓電連接，所述第一透光導電膜為波浪形。

所述第二透光導電膜與底座之間還設置有反光層。

所述金屬納米顆粒為圓球狀，并且分為直徑較大和直徑較小兩種，兩種不同直徑的金屬納米顆粒間隔排列。

所述金屬納米顆粒為豎向截面為三角形的尖錐狀，多個金屬納米顆粒均勻排列。

所述反光層是由鋁制成。

所述第一透光導電膜為石墨烯透光導電薄膜。

所述第二透光導電膜為石墨烯透光導電薄膜或金屬氧化物透光導電薄膜。

目標分子位于源極/漏極之間的縫隙，進行催化反應。

入射光垂直入射源極/漏極之間的縫隙。