光催化材料（TiO2）的研究与监测

目的

TiO₂等光催化材料备受关注，例如在工业废水处理和水分解等领域。识别定向电荷转移对于深入理解缺陷态、缺陷能带和掺杂的作用，以及实现技术控制具有重要意义。

解决方案

直流（开尔文探针，接触电位差测量，DCPD）和交流（调制）模式下的SPV光谱学可提供关于优先定向电荷分离的信息[1]，并能研究掺杂对能带弯曲、复合损耗以及表面捕获剂（接受电子或空穴的实体）的影响。

应用示例

研究表明，TiO₂ 可以通过在还原或氧化气氛中进行热处理，掺入 n 型和 p 型（图 1，更多内容见 [2]）。 图 2 显示了通过冷气喷雾沉积 TiO₂ 粉末后，TiO₂ 中缺陷和带隙跃迁的沉积温度依赖性（更多内容见 [3]）。[4] 中研究了氮掺入引起的 TiO₂ 中缺陷带的变化及其对电荷转移的影响。

参考资料

[1] Th. Dittrich, S. Fengler, 《光活性材料的表面光电压分析》，世界科学出版社，2020年。

[2] M. K. Nowotny 等，《室温下二氧化钛中 p 型半导体特性的观测》，《材料快报》64 (2010) 928。

[3] I. Hermann-Geppert 等，《用于光诱导水氧化的冷气喷雾法制备的_{二氧化钛基}电极》，《ECS Transactions》58 (2014) 21。

[4] R. Beranek 等，"通过光电流和表面光电压研究探索氮改性 TiO_₂ 光催化剂的电子结构"，《化学物理》339 (2007) 11。