Engineering Interfacial Photo-Induced Charge Transfer Based on Nanobamboo Array Architecture for Efficient Solar-to-Chemical Energy Conversion

Advanced Materials

Volumn 27, Issue 13, 2015, Pages 2207-2214

  Wang, Xiaotian ^a   Liow, Chihao ^a   Bisht, Ankit ^a   Liu, Xinfeng ^b   Sum, Tze Chien ^b   Chen, Xiaodong ^a   Li, Shuzhou ^a  

^a NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

^b NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

Author keywords

interfaces; nanobamboo array architecture; photo induced charge transfer; solar energy conversion; surface plasmon resonance

Indexed keywords

BAND STRUCTURE; ENERGY CONVERSION; ENERGY EFFICIENCY; INTERFACES (MATERIALS); SOLAR ENERGY; SURFACE PLASMON RESONANCE;

ARRAY ARCHITECTURE; HETEROGENEOUS INTERFACES; MULTIPLE COMPONENTS; PHOTOCATALYTIC EFFICIENCY; PHOTOINDUCED CHARGE TRANSFER; PROGRAMMABLE ASSEMBLY; SYNERGISTIC EFFECT; TRANSPORT PATHWAYS;

CHARGE TRANSFER;

EID: 85027922325     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201405674     Document Type: Article

References (92)

1. A. J. Bard, M. A. Fox, ACC Chem. Res. 1995, 28, 141.
2. X. Lang, X. Chen, J. Zhao, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 473.
3. D. Gust, T. A. Moore, A. L. Moore, ACC Chem. Res. 2009, 42, 1890.
4. T. Hisatomi, H. Dotan, M. Stefik, K. Sivula, A. Rothschild, M. Grätzel, N. Mathews, Adv. Mater. 2012, 24, 2699.
5. S. Y. Reece, J. A. Hamel, K. Sung, T. D. Jarvi, A. J. Esswein, J. J. H. Pijpers, D. G. Nocera, Science 2011, 334, 645.
6. K. Zhang, Q. Liu, H. Wang, R. Zhang, C. Wu, J. R. Gong, Small 2013, 9, 2452.
7. I. Paramasivam, H. Jha, N. Liu, P. Schmuki, Small 2012, 8, 3073.
8. H. Tong, S. Ouyang, Y. Bi, N. Umezawa, M. Oshikiri, J. Ye, Adv. Mater. 2012, 24, 229.
9. I. Cesar, A. Kay, J. A. Gonzalez Martinez, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4582.
10. G. Zhang, M. Zhang, X. Ye, X. Qiu, S. Lin, X. Wang, Adv. Mater. 2014, 26, 805.
11. L. Qiu, D. W. Tang, X. H. Zheng, G. P. Su, Rev. Sci. Instrum. 2011, 82, 045106.
12. L. Qiu, X. H. Zheng, J. Zhu, D. W. Tang, Rev. Sci. Instrum. 2011, 82, 086110.
13. X. T. Wang, W. S. Shi, G. W. She, L. X. Mu, S. T. Lee, Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 053104.
14. K. Qian, B. C. Sweeny, A. C. Johnston-Peck, W. Niu, J. O. Graham, J. S. DuChene, J. Qiu, Y.-C. Wang, M. H. Engelhard, D. Su, E. A. Stach, W. D. Wei, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9842.
15. I. Thomann, B. A. Pinaud, Z. Chen, B. M. Clemens, T. F. Jaramillo, M. L. Brongersma, Nano Lett. 2011, 11, 3440.
16. M. A. Mahmoud, W. Qian, M. A. El-Sayed, Nano Lett. 2011, 11, 3285.
17. Y. Tang, Z. Jiang, G. Xing, A. Li, P. D. Kanhere, Y. Zhang, T. C. Sum, S. Li, X. Chen, Z. Dong, Z. Chen, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 2932.
18. H. A. Atwater, A. Polman, Nat. Mater. 2010, 9, 205.
19. Z. W. Seh, S. Liu, M. Low, S.-Y. Zhang, Z. Liu, A. Mlayah, M.-Y. Han, Adv. Mater. 2012, 24, 2310.
20. S. Linic, P. Christopher, D. B. Ingram, Nat. Mater. 2011, 10, 911.
21. R. Zan, U. Bangert, Q. Ramasse, K. S. Novoselov, Small 2011, 7, 2868.
22. V. E. Ferry, J. N. Munday, H. A. Atwater, Adv. Mater. 2010, 22, 4794.
23. L. Qiu, X. H. Zheng, G. P. Su, D. W. Tang, Int. J. Thermophys. 2013, 34, 2261.
24. L. Qiu, Y. M. Li, X. H. Zheng, J. Zhu, D. W. Tang, J. Q. Wu, C. H. Xu, Int. J. Thermophys. 2014, 35, 76.
25. X. Wang, G. She, H. Xu, L. Mu, W. Shi, Sens. Actuators B 2014, 193, 745.
26. X. Wang, W. Shi, G. She, L. Mu, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 16518.
27. X. Wang, W. Shi, G. She, L. Mu, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 5891.
28. X. Chen, S. Shen, L. Guo, S. S. Mao, Chem. Rev. 2010, 110, 6503.
29. G. Wang, X. Yang, F. Qian, J. Z. Zhang, Y. Li, Nano Lett. 2010, 10, 1088.
30. P. Thiyagarajan, H.-J. Ahn, J.-S. Lee, J.-C. Yoon, J.-H. Jang, Small 2013, 9, 2341.
31. L. Liu, G. Wang, Y. Li, Y. Li, J. Zhang, Nano Res. 2011, 4, 249.
32. V. Subramanian, E. Wolf, P. V. Kamat, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 11439.
33. L. Qiu, X. H. Zheng, J. Zhu, D. W. Tang, S. Y. Yang, A. J. Hu, L. L. Wang, S. S. Li, Int. J. Thermophys. 2014, DOI: 10.1007/s10765-014-1651-z.
34. L. Qiu, X. H. Zheng, J. Zhu, G. P. Su, D. W. Tang, Carbon 2013, 51, 265.
35. L. Qiu, X. H. Zheng, P. Yue, J. Zhu, D. W. Tang, Y. J. Dong, Y. L. Peng, Int. J. Therm. Sci. 2015, 89, 185.
36. H. G. Kim, P. H. Borse, J. S. Jang, C. W. Ahn, E. D. Jeong, J. S. Lee, Adv. Mater. 2011, 23, 2088.
37. D. Qi, L. Zheng, X. Cao, Y. Jiang, H. Xu, Y. Zhang, B. Yang, Y. Sun, H. H. Hng, N. Lu, L. Chi, X. Chen, Nanoscale 2013, 5, 12383.
38. T. Tajima, W. Sakata, T. Wada, A. Tsutsui, S. Nishimoto, M. Miyake, Y. Takaguchi, Adv. Mater. 2011, 23, 5750.
39. Z. Yin, Z. Wang, Y. Du, X. Qi, Y. Huang, C. Xue, H. Zhang, Adv. Mater. 2012, 24, 5374.
40. A. Kudo, Y. Miseki, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 253.
41. J. Li, S. K. Cushing, P. Zheng, F. Meng, D. Chu, N. Wu, Nat. Commun. 2013, 4, 2651.
42. T. Yang, H. Wang, X.-M. Ou, C.-S. Lee, X.-H. Zhang, Adv. Mater. 2012, 24, 6199.
43. S. J. Hurst, E. K. Payne, L. Qin, C. A. Mirkin, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 2672.
44. M. J. Banholzer, L. Qin, J. E. Millstone, K. D. Osberg, C. A. Mirkin, Nat. Protoc. 2009, 4, 838.
45. A. Henkel, O. Schubert, A. Plech, C. Sönnichsen, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 10390.
46. X. Wang, C. Liow, D. Qi, B. Zhu, W. R. Leow, H. Wang, C. Xue, X. Chen, S. Li, Adv. Mater. 2014, 26, 3506.
47. W. Wei, S. Li, J. E. Millstone, M. J. Banholzer, X. Chen, X. Xu, G. C. Schatz, C. A. Mirkin, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 4210.
48. F. Meng, Y.-M. Hervault, Q. Shao, B. Hu, L. Norel, S. Rigaut, X. Chen, Nat. Commun. 2014, 5, 3023.
49. X. Chen, Y.-M. Jeon, J.-W. Jang, L. Qin, F. Huo, W. Wei, C. A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8166.
50. X. Chen, A. B. Braunschweig, M. J. Wiester, S. Yeganeh, M. A. Ratner, C. A. Mirkin, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 5178.
51. X. Chen, S. Yeganeh, L. Qin, S. Li, C. Xue, A. B. Braunschweig, G. C. Schatz, M. A. Ratner, C. A. Mirkin, Nano Lett. 2009, 9, 3974.
52. H. N. Kim, T. W. Kim, I. Y. Kim, S.-J. Hwang, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3111.
53. Z.-J. Li, J.-J. Wang, X.-B. Li, X.-B. Fan, Q.-Y. Meng, K. Feng, B. Chen, C.-H. Tung, L.-Z. Wu, Adv. Mater. 2013, 25, 6613.
54. D. Barreca, G. Carraro, V. Gombac, A. Gasparotto, C. Maccato, P. Fornasiero, E. Tondello, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2611.
55. J. Zhao, A. O. Pinchuk, J. M. McMahon, S. Li, L. K. Ausman, A. L. Atkinson, G. C. Schatz, ACC Chem. Res. 2008, 41, 1710.
56. Z. Liu, W. Hou, P. Pavaskar, M. Aykol, S. B. Cronin, Nano Lett. 2011, 11, 1111.
57. H. Gao, C. Liu, H. E. Jeong, P. Yang, ACS Nano 2011, 6, 234.
58. D. M. O'Carroll, J. S. Fakonas, D. M. Callahan, M. Schierhorn, H. A. Atwater, Adv. Mater. 2012, 24, OP136.
59. S. K. Cushing, J. Li, F. Meng, T. R. Senty, S. Suri, M. Zhi, M. Li, A. D. Bristow, N. Wu, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15033.
60. S. C. Warren, E. Thimsen, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5133.
61. L. Jiang, Y. Sun, F. Huo, H. Zhang, L. Qin, S. Li, X. Chen, Nanoscale 2012, 4, 66.
62. S. D. Standridge, G. C. Schatz, J. T. Hupp, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8407.
63. X. Wang, X. Kong, Y. Yu, H. Zhang, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 3836.
64. J. Qiu, Y.-C. Wu, Y.-C. Wang, M. H. Engelhard, L. McElwee-White, W. D. Wei, J. Am. Chem. Soc. 2012, 135, 38.
65. S. Li, M. L. Pedano, S.-H. Chang, C. A. Mirkin, G. C. Schatz, Nano Lett. 2010, 10, 1722.
66. C.-K. Tsung, J. N. Kuhn, W. Huang, C. Aliaga, L.-I. Hung, G. A. Somorjai, P. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5816.
67. Z. Zhang, A. Li, S.-W. Cao, M. Bosman, S. Li, C. Xue, Nanoscale 2014, 6, 5217.
68. X. Qi, G. She, Y. Liu, L. Mu, W. Shi, Chem. Commun. 2012, 48, 242.
69. X. Qi, G. She, M. Wang, L. Mu, W. Shi, Chem. Commun. 2013, 49, 5742.
70. C. A. Mead, W. G. Spitzer, Phys. Rev. 1964, 134, A713.
71. Y.-L. Lee, C.-F. Chi, S.-Y. Liau, Chem. Mater. 2009, 22, 922.
72. X. Liu, Q. Zhang, G. Xing, Q. Xiong, T. C. Sum, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 10716.
73. T. K. Sung, J. H. Kang, D. M. Jang, Y. Myung, G. B. Jung, H. S. Kim, C. S. Jung, Y. J. Cho, J. Park, C.-L. Lee, J. Mater. Chem. 2011, 21, 4553.
74. H. Wang, Y. Bai, H. Zhang, Z. Zhang, J. Li, L. Guo, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 16451.
75. X. Liu, Q. Zhang, J. N. Yip, Q. Xiong, T. C. Sum, Nano Lett. 2013, 13, 5336.
76. Y. Zhang, Y. Tang, X. Liu, Z. Dong, H. H. Hng, Z. Chen, T. C. Sum, X. Chen, Small 2013, 9, 996.
77. W. Luo, Z. Yang, Z. Li, J. Zhang, J. Liu, Z. Zhao, Z. Wang, S. Yan, T. Yu, Z. Zou, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4046.
78. Y. Tian, T. Tatsuma, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7632.
79. S. Mubeen, J. Lee, N. Singh, S. Kramer, G. D. Stucky, M. Moskovits, Nat. Nanotech. 2013, 8, 247.
80. J. S. DuChene, B. C. Sweeny, A. C. Johnston-Peck, D. Su, E. A. Stach, W. D. Wei, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 7887.
81. C. Cheng, S. K. Karuturi, L. Liu, J. Liu, H. Li, L. T. Su, A. I. Y. Tok, H. J. Fan, Small 2012, 8, 37.
82. J. Chen, W. Lei, W. Q. Deng, Nanoscale 2011, 3, 674.
83. Y. H. Jang, X. Xin, M. Byun, Y. J. Jang, Z. Lin, D. H. Kim, Nano Lett. 2011, 12, 479.
84. J. Li, S. K. Cushing, P. Zheng, T. Senty, F. Meng, A. D. Bristow, A. Manivannan, N. Wu, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8438.
85. M. D. Kelzenberg, S. W. Boettcher, J. A. Petykiewicz, D. B. Turner-Evans, M. C. Putnam, E. L. Warren, J. M. Spurgeon, R. M. Briggs, N. S. Lewis, H. A. Atwater, Nat. Mater. 2010, 9, 239.
86. H. M. Chen, C. K. Chen, M. L. Tseng, P. C. Wu, C. M. Chang, L.-C. Cheng, H. W. Huang, T. S. Chan, D.-W. Huang, R.-S. Liu, D. P. Tsai, Small 2013, 9, 2926.
87. Y.-F. Lin, J. Song, Y. Ding, S.-Y. Lu, Z. L. Wang, Adv. Mater. 2008, 20, 3127.
88. H. Li, X. Wang, J. Xu, Q. Zhang, Y. Bando, D. Golberg, Y. Ma, T. Zhai, Adv. Mater. 2013, 25, 3017.
89. S. K. Apte, S. N. Garaje, G. P. Mane, A. Vinu, S. D. Naik, D. P. Amalnerkar, B. B. Kale, Small 2011, 7, 957.
90. T. Gao, Q. H. Li, T. H. Wang, Appl. Phys. Lett. 2005, 86.
91. Z. H. Chen, Y. B. Tang, C. P. Liu, Y. H. Leung, G. D. Yuan, L. M. Chen, Y. Q. Wang, I. Bello, J. A. Zapien, W. J. Zhang, C. S. Lee, S. T. Lee, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 13433.
92. J. Liu, P. Fei, J. Song, X. Wang, C. Lao, R. Tummala, Z. L. Wang, Nano Lett. 2007, 8, 328.