Modulation systématique du comportement de passage quantique (électron) par dépôt en couches atomiques sur des photoanodes nanométriques de SnO2 et TiO2

Des films ultrafins de TiO2, ZrO2 et Al2O3 ont été créés conformément sur des photoélectrodes de SnO2 et TiO2 via un dépôt en couches atomiques (ALD) pour examiner leur influence sur le transfert d'électrons (ET) des électrodes vers un récepteur moléculaire représentatif, I3(-). Des films plus épais que 2 Å engendrent une diminution exponentielle du temps de ET avec l'augmentation de l'épaisseur du film, ce qui est cohérent avec la théorie du passage. L'augmentation de la hauteur de la barrière, mesurée par la différence d'énergie entre l'électron transférant et le bas de la bande de conduction du matériau de la barrière, entraîne des chutes exponentielles plus abruptes du taux ou de la probabilité de passage. Les variations sont quantitativement cohérentes avec un modèle simple de passage quantique des électrons à travers des barrières carrées (c'est-à-dire des barrières de hauteur d'énergie uniformément individuelle) qui sont caractérisées par une épaisseur physique uniformément individuelle. Les résultats montrent que l'ALD est une méthode remarquablement uniforme et précise pour modifier les surfaces d'électrode et impliquent que la théorie standard du passage peut être utilisée comme guide quantitatif pour moduler intentionnellement et de manière prédictive les taux de ET entre molécules et électrodes.