华东理工大学：人工光合成领域取得重要进展

来源：中国教育和科研计算机网

华东理工大学材料学院教授杨化桂课题组采用氟化钠作为配体，以氧化硅球的水溶胶为模板剂，首次通过结晶—蚀刻的方法可控制备了单晶陷光结构氧化铁。相关研究成果已发表于《纳米快报》。

同时实现高效光子管理和快速电荷传输，是光电化学分解水器件领域的一大挑战。在单晶材料中引入陷光结构以同时实现高效光子捕集和快速电荷输运，对可控构建高效光电化学分解水器件具有重要的理论研究意义和现实应用价值。

研究人员通过调控反应体系内氟离子与氧化硅球的摩尔比例，发现较高浓度的紧密堆积氧化硅球将作为氧化铁晶体生长的成核中心。同时，体系内较低浓度的氟离子将控制氧化铁晶体生长速率，从而可控制备出单晶陷光结构。因其高效的光子管理和电荷输运能力，以该材料作为光电化学分解水器件的光阳极时，光电流是实心氧化铁光阳极的20倍，大幅提升了光电化学器件的能量转换效率。

专家认为，这一研究成果或为单晶陷光结构半导体材料的可控合成提供重要设计原则，并为太阳能转化和存储等相关领域功能材料（催化剂）的设计和制备提供理论依据。