研究目的
通过氩离子束轰击进行缺陷工程,研究ReS2/Si光阴极氢析出反应(HER)性能的增强。
研究成果
研究表明,氩离子束轰击能有效在ReS2纳米片上引入原子空位缺陷,显著提升ReS2/Si光阴极的太阳能驱动析氢反应性能。在模拟太阳光照射下,相对于可逆氢电极0 V时测得最高光电流密度达18.5 mA cm?2。
研究不足
该研究聚焦于通过引入ReS2纳米片上的原子空位缺陷来提升析氢反应(HER)性能,但该方法在工业应用中的长期稳定性和可扩展性尚未得到充分探究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用化学气相沉积(CVD)法在p型硅衬底上生长高密度ReS2纳米片,随后通过可控氩(Ar)离子束轰击引入原子空位缺陷。
2:样品选择与数据来源:
选用p型Si(100)晶圆作为ReS2纳米片的生长衬底。
3:实验设备与材料清单:
包括管式高真空CVD系统、三氧化铼(ReO3)粉末、硫(S)板及氩离子束刻蚀设备(MIBE-150C)。
4:实验流程与操作步骤:
依次进行p-Si基底上ReS2的CVD生长、Ar离子束轰击缺陷引入及样品表征。
5:数据分析方法:
采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对样品进行表征,并通过光电化学(PEC)测试评估析氢反应(HER)性能。
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FE-SEM
ZEISS-Ultra55
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Field emission scanning electron microscopy for material characterization.
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TEM
JEOL JEM 2100
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Transmission electron microscope for nanostructure analysis.
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Thermo Scientific
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Renishaw 42K864
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Raman spectroscopy for material analysis.
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Xe lamp
300 W
Simulated sunlight source for photoelectrochemical measurements.
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Ar ion beam etching equipment
MIBE-150C
Introduction of atomic vacancy defects on ReS2 nanosheets.
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