半导体表面法拉第层的光致双极性

本研究由罗文军教授(南京大学工程与应用科学学院)领导。在以往的研究中，固/液界面的电荷转移机制仍然是光催化和光电催化中一个非常重要但有争议的话题。通过不同的原位表征方法，已经做出了巨大努力来确定工作条件下固体表面的结构和组成。然而，固体表面通常是无定形的，其结构和组成对光、电、温度和化学环境敏感，可以在很短的时间内发生变化。此外，通常涉及质子转移。因此，阐明固体表面的确切结构和组成是一个巨大的挑战。因此，有必要发展一种新的理论来阐明成分，

在这项工作中，通过使用 TiO 2作为模型，Luo等人。发现半导体表面本征法拉第层的光致双极性的新特征。研究人员通过原位 XPS、原位 EPR、TOF-SIMS 和电化学方法研究了本征法拉第层的表面成分和电势窗口。在照明下同时获得还原法拉第层 (RFL) 和氧化法拉第层 (OFL)(见图 1)。发现 RFL 的势窗位于禁带外，这与半导体中表面态的常规能级位置不同。此外，还研究了 RFL 和 OFL 在光催化和光电催化中的作用。在光催化中，RFL 和 OFL 作为电子和空穴转移介质，

此外，引入电化学势作为固体表面结构和组成的简化描述符，其中无需知道表面的确切结构和组成(见图 2)。这就像在固体物理学中引入动量 (k) 空间来描述电子状态一样，尽管电子在固体中的确切位置也无法测量。

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