二维/一维In2S3@Bi2S3异质结构中增强的界面相互作用实现高效光电化学水氧化

摘要： 范德华（vdW）异质结构因界面表面重构和电子耦合效应，在低维半导体领域备受关注。本研究通过两步溶剂热原位生长法合成了混合维度二维/一维In?S?@Bi?S?异质结构。理论计算表明，In?S?纳米片与Bi?S?纳米棒通过范德华相互作用结合。结合理论计算与实验验证发现：Bi?S?的表面电势高于In?S?，这意味着两种半导体接触时自由电子将从Bi?S?流向In?S?，导致电子和空穴分别在In?S?与Bi?S?表面富集。这种电荷再分布会在In?S?@Bi?S?界面产生由Bi?S?指向In?S?的内建电场矢量，从而促进空穴向In?S?转移、电子向Bi?S?转移。该先进异质结构有助于缩短光生电子传输时间（14微秒）、提升电子-空穴分离效率，其光电流密度较纯In?S?材料提升达13.3倍。