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作者：刘桐;黄世谋;郝恩强;曹羽希;朱聪聪;
单位：太原科技大学材料科学与工程学院;三门峡职业技术学院;太原科技大学能源与材料工程学院;
摘要：光生载流子较低的分离率和较高的复合率是半导体光催化剂效率受限的重要原因。而利用铁电体的内建电场作为额外驱动力，是提升光生载流子分离效率的可行方案。本文以典型的铋基铁电半导体材料Bi_4NbO_8Cl作为模型体系，基于内建电场随片层厚度减薄而增强的特性，为了避免堆叠而造成光催化活性减弱，构建了由Bi_4NbO_8Cl超薄纳米片组成的三维(3D)纳米交联结构。通过片层厚度减薄增强了Bi_4NbO_8Cl的内建电场，从而驱动光生载流子更有效地分离。通过光电化学测试，分析了内建电场增强对光生载流子分离、转移和复合过程的影响。此外，还分析了内建电场随片层厚度减薄而增强的内在机制。最终，对双酚A的光催化降解实验表明，三维纳米交联结构的光催化效率提高了2.41倍。本工作为深入理解内建电场对光生载流子分离的作用机制提供了新视角。
关键词：光催化;;铁电半导体材料;;电荷分离;;二维材料;;Bi_4NbO_8Cl;;内建电场
基金资助：太原科技大学科研启动基金资助(20232096);; 山西省高等学校科技创新项目(2024L237);; 山西省基础研究计划(202403021222193)
