研究目的
通过开发具有C/α-Fe2O3/Si纳米线结构的复合硅光电极，提高中性电解质中光电化学制氢用光电极的活性和稳定性。
研究成果
C/α-Fe2O3/Si NW光电极展现出优异的光电流性能，其稳定性也高于α-Fe2O3/Si NW、Si NW及平面Si光电极。该复合光电极在中性溶液中能保持约-27 mA/cm2的稳定光电流长达2小时，且相对于裸露Si的正向起始电位偏移约0.33 V。
研究不足
实验的技术和应用限制包括：硅光电极的化学稳定性和表面反应效率需在商业化应用前进一步提升。潜在优化方向包括表面赤铁矿涂层与硅基底之间的界面相互作用。
1：实验设计与方法选择
通过金属辅助化学刻蚀法制备p型硅纳米线以增强光学吸收，并通过二茂铁热解修饰介孔α-Fe2O3薄膜（约80纳米）。进一步通过离子溅射沉积约20纳米的薄碳钝化层。
2：样品选择与数据来源
采用电阻率为0.01?1 Ω·cm、晶向为(100)的硼掺杂P型硅片。
3：实验设备与材料清单
管式炉（KJMTI，OTF-1200X，中国）、离子溅射仪（HITACHI，E-1045）、X射线衍射仪（XRD，Ultima IV，日本理学株式会社，Cu Kα辐射，λ=1.54178 ?）、拉曼光谱仪（LabRAM HR Evolution）、场发射扫描电子显微镜（FESEM，FEI，Sirion 200）、紫外-可见反射光谱仪（UV-3600，岛津）、X射线光电子能谱（XPS）测试使用Kratos AXIS Ultra DLD光谱仪完成，开尔文探针力显微镜（KPFM）测量在布鲁克Multimode 8的抬升模式下进行。
4：实验流程与操作步骤
将硅纳米线样品固定在装有二茂铁的坩埚顶部，在管式炉中550°C退火2小时。随后将样品置于离子溅射仪中沉积约20纳米碳层。
5：数据分析方法
通过XRD鉴定样品的晶体结构，拉曼光谱仪确认晶相组成，FESEM观察样品形貌，紫外-可见反射光谱仪进行吸光测试，XPS特性在Kratos AXIS Ultra DLD光谱仪上测量，KPFM测量在布鲁克Multimode 8的抬升模式下进行。
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获取完整内容-
Field-emission scanning electron microscope
Sirion 200
FEI
Used for observing the morphologies of the samples.
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Reflectance UV–vis spectrometer
UV-3600
SHIMADZU
Used for conducting the absorption test of the samples.
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X-ray photoelectron spectroscopic
AXIS Ultra DLD
Kratos
Used for measuring the XPS properties of the samples.
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Kelvin Probe Force Microscopy
Multimode 8
Bruker
Used for measuring the topography and surface potential of the samples.
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Ion Sputter & Coating Unit
E-1045
HITACHI
Used for depositing a thin carbon layer on the surface of the composite α-Fe2O3/Si NW.
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X-ray diffraction
Ultima IV
Rigaku Co., LTD
Used for identifying the crystallographic structures of the as-prepared samples.
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Tube furnace
OTF-1200X
KJMTI
Used for annealing the Si NW samples with ferrocene.
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Raman spectrometer
LabRAM HR Evolution
Used for confirming the crystalline phases of the samples.
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