Metallic iron (Fe) typically demonstrates the unfavorable catalytic activity for the CO2 reduction reaction (CO2RR), mainly attributed to the excessively strong binding of CO products on Fe sites. Toward this end, we employed an effective approach involving electronic structure modulation through nitrogen (N) integration to enhance the performance of the CO2RR. Here, an efficient catalyst has been developed, composed of N-doped metallic iron (Fe) nanoparticles encapsulated in a porous N-doped carbon framework. Notably, this N-integrated Fe catalyst displays significantly enhanced performance in the electrocatalytic reduction of CO2, yielding the highest CO Faradaic efficiency of 97.5% with a current density of 6.68 mA cm–2 at −0.7 V versus the reversible hydrogen electrode. The theoretical calculations, combined with the in situ attenuated total reflection surface-enhanced infrared absorption spectroscopy study, reveal that N integration modulates the electron density around Fe, resulting in the weakening of the binding strength between the Fe active sites and *CO intermediates, consequently promoting the desorption of CO and the overall CO2RR process.

Abstract Enhancing light-matter interaction is crucial in optics for boosting nanophotonic device performance, which can be achieved via plasmon-induced transparency (PIT). In this study, a polarization-insensitive PIT effect at terahertz frequencies is achieved using a novel metasurface composed of a cross-shaped graphene structure surrounded by four graphene strips. The high symmetry of this metasurface ensures its insensitivity to changes in the polarization angle of incident light. The PIT effect, stemming from the coupling of graphene bright modes, was explored through finite difference time domain (FDTD) simulations and coupled mode theory (CMT) analysis. By tuning the Fermi level in graphene, we effectively modulated the PIT transparent window, achieving high-performance optical switching with a modulation depth (88.9% < MD < 98.0%) and insertion losses (0.17 dB < IL < 0.51 dB) at a carrier mobility of 2 m 2 /(V·s). Furthermore, the impact of graphene carrier mobility on the slow-light effect was examined, revealing that increasing the carrier mobility from 0.5 m 2 /(V·s) to 3 m 2 /(V·s) boosts the group index from 126 to 781. These findings highlight the potential for developing versatile terahertz devices, such as optical switches and slow-light apparatus.

Abstract The development of active, stable, and cost‐effective electrocatalysts for the oxygen evolution reaction (OER) in acidic media is crucial for proton‐exchange‐membrane water electrolysis. Inspired by theoretical screening on a series of transition metal incorporated RuO 2 systems, a low Ru‐content solid solution oxide (Ru 0.48 Mn 0.52 O 2 ) achieved is fabricated by a simple two‐step synthesis method through the combination of rutile RuO 2 and β‐MnO 2 . The Ru 0.48 Mn 0.52 O 2 catalyst exhibits an exceptionally low overpotential of 154 mV at 10 mA cm −2 and maintains a high stability under a high current of 100 mA cm −2 for 50 h in 0.5 m H 2 SO 4 electrolyte. Furthermore, the obtained catalyst exhibits sustained stability at a large current of 0.5 A cm −2 for at least 50 h when loaded onto a Ti felt. The in‐situ characterization results indicate that Ru 0.48 Mn 0.52 O 2 preferably followed the adsorbate evolution mechanism rather than the lattice oxygen oxidation mechanism during the OER process, contributing to its high activity and stability at large current densities in acidic media.