構(gòu)建內(nèi)部電場（internal electric fields, IEFs）對于實現(xiàn)電荷誘導(dǎo)的氧化還原反應(yīng)（如水分解和CO2還原）的有效電荷分離至關(guān)重要。然而，定量的理對IEFs如何調(diào)節(jié)電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)仍然很困難。
基于此，福州大學(xué)王心晨教授和喻志陽教授（共同通訊作者）等人報道了通過利用電子顯微鏡表征技術(shù)揭示了由BiOBr薄片的二元(001)/(200)晶面結(jié)內(nèi)的兩個連續(xù)IEFs共同控制非平衡光激發(fā)電子，并且它們通過使用金屬助催化劑作為探針，發(fā)現(xiàn)光激發(fā)電子在還原面上表現(xiàn)出Gaussian特征分布曲線。
由Haynes-Shockley模型改進而來的分析模型，完美的解釋了Gaussian曲線，并確定兩個重要參數(shù)，包括受IEFs影響的電子漂移距離和電子擴散長度，有助于合理的設(shè)計BiOBr片晶，并提高的光催化效率。當薄片尺寸約為漂移距離的兩倍時，通過調(diào)整粒子尺寸或調(diào)節(jié)與IEFs相關(guān)的電子漂移距離來優(yōu)化整體光催化性能。
該研究通過精確引導(dǎo)單向和穩(wěn)定的電荷流證明了充分利用太陽能的能力。該研究結(jié)果提出了一種測量由IEFs調(diào)節(jié)的電荷載流子傳輸?shù)母拍畈呗?，該策略可以擴展到廣泛的顆粒光催化系統(tǒng)，特別是在含有與IEFs的異質(zhì)界面的納米復(fù)合材料中，加深了對半導(dǎo)體光催化劑中電荷載流子固有傳輸特性的了解.
Unveiling the charge transfer dynamics steered by built-in electric fields in BiOBr photocatalysts. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29825-0.
https://doi.org/10.1038/s41467-022-29825-0.
