研究目的
研究原子层沉积TiO2保护层在微结构p-GaAs光阴极上应用于光电化学水分解以提高效率和稳定性。
研究成果
研究表明，具有定制TiO2?；げ愕奈Ⅰ范ソ峁笹aAs光阴极在光电化学应用中可实现增强的光吸收和卓越的稳定性。优化的TiO2涂层显著提高了电荷转移效率并防止氧化，为III-V族化合物在太阳能燃料制备中的实际应用提供了可行路径。
研究不足
该研究聚焦于中性pH电解质中TiO2包覆p-GaAs光阴极的稳定性和效率。未探究超过60小时的长期稳定性及其他pH条件下的性能表现。
1：实验设计与方法选择：
采用金属辅助湿法刻蚀技术在p-GaAs表面制备大面积图案化微穹顶结构。通过原子层沉积（ALD）技术沉积具有可控厚度和结晶度的TiO??；げ?。
2：样品选择与数据来源：
使用500微米厚、锌掺杂、单面抛光、(100)晶向的GaAs晶圆作为p-GaAs电极。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于SEM和EDS观测的蔡司LEO 1530场发射显微镜、用于TEM观测的Tecnai G2 F20 U-TWIN显微镜以及用于聚焦离子束切割的FIB Nova 200 NanoLab。材料包括ALD沉积用的TiCl?和H?O，以及刻蚀用的KMnO?/H?SO?溶液。
4：实验流程与操作步骤：
对p-GaAs晶圆进行清洗和刻蚀以形成微穹顶结构。通过ALD在不同温度和循环次数下沉积TiO?。采用三电极系统在AM 1.5G光照条件下测量PEC性能。
5：5G光照条件下测量PEC性能。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：使用FDTD模拟研究光吸收行为。通过XPS深度剖析了解提升稳定性的界面特性。
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Nova 200 NanoLab
FIB
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