2022年1月4日整理發(fā)布：紐約州伊薩卡——在創(chuàng)建下一代電子產(chǎn)品方面，二維半導(dǎo)體具有很大的優(yōu)勢。它們更快、更強(qiáng)大、更高效。它們也非常難以制造。
鑒于其幾何形狀各不相同的表面，三維半導(dǎo)體粒子也有邊緣——其中很多?？的螤柎髮W(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，這些刻面邊緣的連接處具有二維特性，可用于光電化學(xué)過程——其中光用于驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)——可以促進(jìn)太陽能轉(zhuǎn)換技術(shù)。
這項(xiàng)由藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院 Peter JW Debye 化學(xué)教授Peng Chen領(lǐng)導(dǎo)的研究也可以使減少二氧化碳、將氮轉(zhuǎn)化為氨和生產(chǎn)過氧化氫的可再生能源技術(shù)受益。
該小組的論文“Inter-Facet Junction Effects on Particulate Photoelectrodes”于 12 月 24 日發(fā)表在Nature Materials 上。該論文的第一作者是博士后毛先文。
在他們的研究中，研究人員專注于半導(dǎo)體釩酸鉍，其顆?？梢晕展?，然后利用該能量氧化水分子——這是一種產(chǎn)生氫和氧的清潔方式。
半導(dǎo)體粒子本身呈各向異性形狀;也就是說，它們具有 3D 表面，充滿彼此成角度并在粒子表面邊緣相遇的小平面。然而，并非所有方面都是平等的。它們可以具有不同的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致不同的能級和電子特性。
“因?yàn)樗鼈冊谶吘夁B接時具有不同的能量水平，所以存在不匹配，而這種不匹配會給你一個過渡，”陳說。“如果你有一種純金屬，它就不會有這種特性。”
使用一對高空間分辨率成像技術(shù)，毛和陳測量了每個面和中間相鄰邊緣的多個點(diǎn)的光電化學(xué)電流和表面反應(yīng)，然后使用艱苦的定量數(shù)據(jù)分析來繪制過渡變化。
研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，三維粒子實(shí)際上可以擁有二維材料的電子特性，其中過渡逐漸發(fā)生在小平面會聚邊緣附近所謂的過渡區(qū)——這一發(fā)現(xiàn)從未有過。如果沒有高分辨率成像，就無法想象并且無法揭示。
毛和陳假設(shè)過渡區(qū)的寬度與刻面的大小相當(dāng)。這可能會為研究人員提供一種“調(diào)整”電子特性并為光催化過程定制粒子的方法。他們還可以通過化學(xué)摻雜改變近邊緣過渡區(qū)的寬度來調(diào)整特性。
標(biāo)簽：
免責(zé)聲明：本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！