超薄黒リンナノシートにおける光学的可逆フォトカタリシス

最近、低次元材料はフォトカタリシスの分野で大きな可能性を秘めていますが、同時に促進される多体効果は長い間無視されてきました。このようなクーロン相互作用に媒介された効果は、魅力的で非自明なバンド構造をもたらし、多様なフォトカタリティック性能と最適化戦略を約束します。ここでは、超薄黒リン(BP)ナノシートがフォトカタリティックな活性酸素種(ROS)生成において、異常な励起エネルギー依存の光学スイッチング効果を示すことを実証します。これは、単一酸素(1O2)とヒドロキシルラジカル(•OH)がそれぞれ可視光および紫外線光の励起下で優勢なROS生成物であることが初めて観察されたものです。この効果は、エネルギー輸送と電荷輸送プロセスがそれぞれ第一および第二のサブバンド系での励起において可能であるというサブバンド構造の結果として理解されます。この研究は、多体効果がフォトカタリシスに与える影響の深い理解を確立するだけでなく、制御可能な光励起を通じて触媒性能を最適化するための道を開きます。