
锗、硅、硒、砷化镓、许多金属氧化物和金属硫化物等。其导电性介于导体和绝缘体之间的半导体称为半导体。
半导体有一些特殊的性质。例如,可以利用半导体的电阻率与温度的关系来制作热敏元件(热敏电阻),用于自动控制;利用其光敏特性,可制成光敏元件用于自动控制,如光电池、光电池、光敏电阻等。
半导体还有一个最重要的特性。如果在纯半导体物质中适当掺入少量杂质,其电导率将增加数百万倍。这一特性可用于制造各种半导体器件,如半导体二极管、三极管等。
当半导体的一面做成P型区,另一面做成N型区时,在结附近形成一层具有特殊性质的薄层,一般称为PN结。图的上半部分分为P型半导体和N型半导体界面两侧的载流子扩散(用黑色箭头表示)。中间部分是PN结的形成过程,表示载流子的扩散效应大于漂移效应(蓝色箭头表示,红色箭头表示内建电场方向)。下部是PN结的形成。代表扩散和漂移之间的动态平衡。
二维半导体在创建下一代电子产品时有很大的优势,它们速度更快,功能更强,效率更高。但它们的制造难度也大得惊人。在这项研究中,研究人员聚焦于可以吸收光的半导体钒酸铋,然后利用这种能量氧化水分子,从而产生氢气和氧气。
半导体颗粒本身是各向异性的,也就是说,它们有三维表面,充满了相互倾斜的切面。然而,并非所有的切面都是相同的。它们可以有不同的结构,而这些结构又会产生不同的能级和电子特性。
使用高空间分辨率的成像技术,研究员测量了每个面和相邻边缘的光电化学电流和表面反应,然后使用定量数据分析来映射其变化。
研究人员惊讶地发现,三维颗粒实际上可以拥有二维材料的电子特性,这是一个从未设想过的发现。这一发现为研究人员提供了一种“调整”电子特性并为光催化过程制作半导体颗粒的方法。研究人员总结,这项研究可以使减少二氧化碳和生产过氧化氢的可再生能源技术受益。
该研究论文题为"Inter-facet junction effects on particulate photoelectrodes",于 12 月 24 日发表在《自然·材料》期刊上。
前瞻经济学人APP资讯组
论文原文:https://www.nature.com/articles/s41563-021-01161-6
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