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阿克飞顿

金虫 (正式写手)

[交流] 半导体-溶液界面能带偏移与能带对齐问题

请问个溶液pH值对半导体带边band edge位置影响的问题。通常我们知道,半导体-溶液界面处会有能带偏移band offset,如下图,根据表面吸附基团的类型向上或者向下偏移,从而使得半导体表面带边位置改变,但体相中的是不变的,不收影响,这个变化规律对于 有些半导体 是和水的氧化还原电势位置随pH的变化规律一致的,也就是-0.059eV/pH。那么我们在做能带对齐band alignment的时候,要采用的是表面的带边位置还是体相中的呢?
半导体-溶液界面能带偏移与能带对齐问题
这个问题我在文献中看到了不同的答案。

第一种:他在做能带对齐时,认为带边位置不随pH变化,因为这里他采用的是体相的带边,所以不变。随着pH升高,氧化还原电势位置上升,价带顶和还原电势差值Uh增大,氧化能力会增强。如下这是两篇理论计算文献中的,观点是一致的。
半导体-溶液界面能带偏移与能带对齐问题-1
半导体-溶液界面能带偏移与能带对齐问题-2
第二种就是认为应该用表面的带边位置做对齐,以为表面带边随着pH变化。对于有些半导体,带边与redox电位变化趋势一致,如下图,也就是说调节pH对还原能力没影响;有一些变化不一致的会有影响。但对于新材料,那就不清楚有多大影响了。
半导体-溶液界面能带偏移与能带对齐问题-3
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