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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 理论交流 » 关于贵金属-半导体复合光催化剂中载流子的转移
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benayoun

木虫 (正式写手)

[交流] 关于贵金属-半导体复合光催化剂中载流子的转移 已有7人参与

一般认为，在半导体催化剂（比如氧化钛）中负载一定量的贵金属，贵金属起得是光生电子受体的作用，也就是氧化钛导带上的光生电子转移到贵金属上；很多光催化的文章里也都是给出了这样的机理图。

但是，按照肖特基势垒，贵金属与n型半导体氧化钛的接触面上会形成一个内建电场，电场方向是氧化钛到贵金属。那么耗尽区的光生电子-空穴对，在内建电场的作用下，电子往氧化钛一侧跑，二空穴往贵金属富集。

那么实际上，氧化钛跟贵金属的复合体系，载流子的迁移是哪个机理呢？

还有一个问题，是不是n型半导体与p型半导体复合，就一定会形成pn结？
n型与n型复合，费米能级高的那个n型半导体的电子会不会转移到费米能级低的那个半导体中，一直到费米能级拉平为止？就像形成pn结一样？
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1楼 2013-04-03 08:54:21
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

k.zhang821

木虫 (正式写手)
★
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应该是电子从TiO2到贵金属传递。肖特基势垒的定义是：由于半导体和金属功函数不同，电子会从半导体传到金属，两者接触的界面处出现电子聚集，形成肖特基势垒。半导体电子能量高于这一微小势垒就会传递到金属上面，这是一个动态的过程，光催化过程中金属上面的电子被不断消耗，则会有电子继续从半导体传到金属表面。肖特基势垒的存在一般是认为使电子只能单向传递吧。
第二个问题不清楚。
最后一个我觉得只要两个半导体费米能级有差异，界面处肯定有电子传递。
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3楼2013-04-03 09:17:11
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yanjunqing

荣誉版主 (职业作家)

少发牢骚，多办事~~

优秀版主
★
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引用回帖:
7楼: Originally posted by 707462558 at 2013-06-04 09:25:35
请问  氧化钛是n型半导体？...

一般认为具有氧缺陷、过剩电子的氧化钛是n-型半导体~~~
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8楼2013-06-04 10:10:52
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rensu

木虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
Q1》电子的转移主要看半导体的CB potential和表面的贵金属NPs的Fermi level（金属的CB和VB重合）。
其实可以把贵金属NPs“等效”成吸附在半导体表面的分子。
而且要注意，并不是所有金属/半导体界面都会形成Schottky barrier， 还可能是ohmic contact。
Q2》不清楚是不是一定会形成pn结，但大部分是形成了。
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10楼2013-06-04 15:41:49
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普通回帖

王晓萌

木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
我觉得好多的东西都是大家这样子解释才这样说的，有太多的机理都搞的不是很清楚，只是大家为了解释。个人见解。
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学习科研，学习学习的能力。
2楼2013-04-03 09:14:30
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benayoun

木虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by k.zhang821 at 2013-04-03 09:17:11
应该是电子从TiO2到贵金属传递。肖特基势垒的定义是：由于半导体和金属功函数不同，电子会从半导体传到金属，两者接触的界面处出现电子聚集，形成肖特基势垒。半导体电子能量高于这一微小势垒就会传递到金属上面，这 ...

谢谢回复，参加讨论啊。
前段时间，虫友zhangxuming在Rep. Prog. Phys. 上发的Plasmonic photocatalysis综述，是这么描述的啊。金纳米粒子负载氧化钛，由于氧化钛的费米能级高于金的费米能级，n型半导体氧化钛界面上的电子转移到金粒子上，氧化钛中留下阳离子，而金粒子一侧富集电子，形成内建电场，方向是氧化钛到金。而界面处形成一个耗尽区，几乎没有载流子。当耗尽区在光辐射下，产生光生电子-空穴对，在内建电场的作用下，电子往氧化钛富集，而空穴向金粒子富集。
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4楼2013-04-03 09:36:31
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k.zhang821

木虫 (正式写手)
★
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引用回帖:
4楼: Originally posted by benayoun at 2013-04-03 09:36:31
谢谢回复，参加讨论啊。
前段时间，虫友zhangxuming在Rep. Prog. Phys. 上发的Plasmonic photocatalysis综述，是这么描述的啊。金纳米粒子负载氧化钛，由于氧化钛的费米能级高于金的费米能级，n型半导体氧化钛界面 ...

是不是有可能上述的可能性都有，在不同条件下是一个相互竞争的过程。紫外光下氧化钛激发，有很多电子，所以氧化钛到金属占主要地位，而你上述结果是可见光下，激发电子存在于金属上，所以虫友zhangxuming的机理占主要地位？
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5楼2013-04-03 09:41:22
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benayoun

木虫 (正式写手)
还有关于pn结型光催化异质结构。n型中的电子转移到p型中，一直到两个半导体的费米能级拉平。费米能级的拉平使得两个半导体的导价带位置都发生了变化，一般p型往上移，n型往下移。这样就导致了异质结构中，n型导带上的电子还原能力的减弱，p型价带上的空穴氧化能力同样减弱。
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6楼2013-04-03 09:41:49
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707462558

银虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
4楼: Originally posted by benayoun at 2013-04-03 09:36:31
谢谢回复，参加讨论啊。
前段时间，虫友zhangxuming在Rep. Prog. Phys. 上发的Plasmonic photocatalysis综述，是这么描述的啊。金纳米粒子负载氧化钛，由于氧化钛的费米能级高于金的费米能级，n型半导体氧化钛界面 ...

请问  氧化钛是n型半导体？
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无论生活和你开了多大的玩笑我们都得继续生活
7楼2013-06-04 09:25:35
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rensu

木虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
2楼: Originally posted by 王晓萌 at 2013-04-03 02:14:30
我觉得好多的东西都是大家这样子解释才这样说的，有太多的机理都搞的不是很清楚，只是大家为了解释。个人见解。

http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=5880828&fpage=1
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9楼2013-06-04 15:27:38
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