9月24日，國際權威期刊Nano Energy（《納米能源》，影響因子15.548）在線發表了伟德网站是多少翟繼衛教授課題組關于壓電光極化誘導催化機制研究方面的最新成果。該研究系統揭示了同型異質結增強的壓電勢與催化反應速率之間的内在聯系，并從全新視角解釋了壓電勢與電化學勢協同促進電荷載流子快速分離與轉移的催化氧化機理。

論文題為“Piezophototronic effect in enhancing charge carrier separation and transfer in ZnO/BaTiO₃heterostructures for high-efficiency catalytic oxidation”，伟德网站是多少為第一署名單位，中科院上海矽酸鹽研究所為聯合署名單位，翟繼衛教授為通訊作者，伟德网站是多少博士生周小風為第一作者。

基于壓電、光激發以及半導體特性三者之間的耦合所産生的壓電光效應，已被廣泛用于發光二極管、光電探測器、光電池、太陽能電池以及其他光電器件的優化升級和改進設計中。然而，借助壓電光效應激發的電荷載流子在環境淨化、光解水制氫或化學合成等領域的應用，相關研究大多停留在實踐認知層面或未深入探究受激電子與物理化學現象之間的本征關聯。正是從這一背景出發，構建具有增強的壓電光效應和具有優異物理化學性質的壓電半導體，顯得尤為重要。

ZnO/BaTiO₃異質結壓電力掃描顯微鏡譜圖（a、b）和其催化氧化機理示意（c）

本文采用溶液浸漬焙燒法，設計合成了以縮短反應時間和可重複性高為要素的ZnO/BaTiO₃壓電半導體異質結。研究發現，此異質結在超聲啟發的10⁸Pa壓力介導下，産生的壓電電勢差顯著高于純相BaTiO₃和ZnO。另外，ZnO/BaTiO₃異質結展現出了比純相BaTiO₃和ZnO更負的平帶電位以及更小的傳荷電阻。因此，在壓電光效應的驅動下，該異質結表現出了對有機物較好的催化氧化降解性能，相應反應速率常數為1.20×10^–1min^–1，是純相BaTiO₃的1.50倍和ZnO的2.00倍。這将為理解宏觀極化與催化氧化過程之間的相互關系提供參考，也有助于多能量收集壓電材料的發展和應用。

此項工作得到了國家自然科學基金（編号51772211））和中國科學院儀器研制項目（編号ZDKYQ20180004）的共同資助。

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