研究表明nb掺杂对SrTiO3晶体的影响

几年来，科学家们一直专注于设计技术，以应对迫在眉睫的气候变化危机。所有这些研究人员都有一个共同的目标，那就是找到可替代环境有毒化石燃料的可持续能源。

“光催化剂”为人工过程提供燃料，进而复制光合作用——太阳能转化为有用材料的过程——尤其有希望，因为现在可以为它们设计所需的技术。欧洲杯足球竞彩

晶体材料，如钛酸锶(Sr欧洲杯足球竞彩TiO_3.)，用作太阳能装置的光催化剂，可能会导致这一途径。

SrTiO_3.还有很多其他的原因。例如，它可以用于燃料电池组件和电阻开关。SrTiO_3.在自然界中是万能的，这方面鼓励物理学家更详细地研究其众多材料的特性。欧洲杯足球竞彩然而，为了了解更多关于SrTiO的性质_3.在美国，多了解他们一点是很重要的。

SrTiO_3.和其他光催化材料通常被“掺杂”化学物质，如铌(Nb欧洲杯足球竞彩)，以帮助提高它们的电性能。然而，光催化剂的效率被称为“电荷复合”的过程所阻碍。在这个过程中，存在于材料中的移动载流子，如“电子”和“空穴”，暴露在光线下会相互湮灭。

一些研究表明，晶体缺陷的存在会影响电荷复合，但Nb掺杂对SrTiO材料特性的影响_3.目前尚不清楚。这正是研究小组从中得出的结论名古屋工学院由加藤正志(Masashi Kato)教授领导的美国、日本政府开始着手寻找答案。

研究小组观察了低浓度Nb掺杂和未掺杂对SrTiO表面复合的影响_3.晶体。这项研究发表在物理学报D:应用物理学．

定量测量SrTiO3表面和铌杂质对载流子复合的影响有助于我们设计出最优结构的人工光合作用光催化剂．

加藤正志，名古屋工业大学教授

研究人员使用了一种被称为“微波光电导率衰减”的方法，来分析未掺杂SrTiO3样品和掺杂不同浓度Nb的样品的“衰减”模式或表面复合。他们使用另一种被称为“时间分辨光致发光衰减”的方法来进一步研究掺杂样品的体载复合特性和铌掺杂带来的不同能级。

研究小组观察到激发态载流子的重组并不依赖于它们的浓度，这表明它们通过“肖克利- read - hall”和“表面”过程(不受激发态载流子浓度的影响)进行重组。此外，掺杂后的样品表现出更快的衰减曲线，这可能与Nb掺杂引入了复合中心有关。

高铌掺杂对载流子掺杂有负面影响。此外，表面复合及其最终的整体效率受光催化剂的尺寸而不是形状的影响。

研究人员推测适度掺杂铌的SrTiO_3.实际上，它能比纯SrTiO更有利吗_3.，尤其是在较高温度下操作时。这些结果可以帮助设计SrTiO_3.光催化剂具有较高的能量转换和较低的表面复合，从而促进了可持续高效能源的发展。

我们相信，我们的发现可以加速人工光合作用技术的发展，最终为一个更绿色、更可持续的社会做出贡献．

加藤正志，名古屋工业大学教授

期刊引用:

加藤,M。等．(2021) SrTiO的载体重组_3.单晶:晶面的影响和Nb掺杂。物理学报D:应用物理．doi.org/10.1088/1361-6463/ac073e．

来源:https://www.nitech.ac.jp