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ZnS修饰的Cu?O多面体因界面能带排列可调而产生的晶面依赖性光催化行为
摘要： 在Cu2O立方体、八面体和菱形十二面体上生长ZnS颗粒，以研究其晶面依赖的光催化行为。ZnS生长后，Cu2O立方体保持光催化惰性。ZnS修饰的Cu2O八面体因光激发下电荷载流子分离改善而表现出增强的光催化活性。令人惊讶的是，Cu2O菱形十二面体在ZnS沉积后光催化活性大幅抑制。电子顺磁共振（EPR）谱与这些实验观察结果一致。时间分辨光致发光（TRPL）曲线提供了电荷转移的见解。光催化活性的降低归因于Cu2O (110)/ZnS (200)平面界面内显著能带弯曲导致的不利能带排列。提出了修正的Cu2O-ZnS能带图。密度泛函理论（DFT）计算生成的Cu2O和ZnS特定平面的能带能量图与实验结果吻合良好，显示Cu2O (110)/ZnS (200)平面界面不会发生电荷转移。该实例进一步说明，半导体异质结的实际光催化结果不可假定，因为界面电荷转移强烈依赖于晶面。
关键词： 界面电荷转移、硫化锌、氧化亚铜、晶面依赖特性、异质结、能带排列
更新于2025-09-23 15:23:52
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半导体纳米晶体的晶面依赖光学特性
摘要： 近期研究报道了多种半导体晶体各晶面依赖的电导率与光催化活性现象。随后重点讨论了具有可调尺寸与形貌的金属-Cu?O核壳纳米晶体中发现的晶面依赖性表面等离子体共振吸收效应，其中Cu?O壳层也表现出特定晶面的光学吸收特征。这种电导率、光催化活性与光学性质的晶面依赖性是相互关联的现象，源于{100}、{110}和{111}晶面存在超薄表面层——其带隙结构差异导致不同程度的能带弯曲，从而对不同波长光的吸收特性各异。最新研究表明，纯Cu?O立方体、八面体和菱形十二面体的光吸收与光致发光特性也因可调带隙而呈现尺寸和晶面效应，据此可构建包含这些光学效应的修正版Cu?O能带图谱。文献中半导体纳米结构的晶面依赖性光学行为案例表明，纳米尺度半导体材料的光学性质本质上是晶面依赖的。最后探讨了半导体光学尺寸效应与晶面效应的部分应用。
关键词： 表面能带弯曲、半导体、晶面依赖特性、氧化亚铜、纳米晶体
更新于2025-09-23 04:03:20