电子科技大学基础与前沿钻研院董帆教授课题组在《Advanced Science》上颁发题为“Co‐Atomic Interface Minimizing Charge Transfer Barrier in Polytypic Perovskites for CO? Photoreduction”的钻研论文。该钻研通过原位战术在CsPbBr?-CsPb?Br?多型纳米晶中构建了晶格匹配的共原子界面，成功将传统异质结中因原子晶格失配导致的高界面电荷转移势垒降至最低。尝试批注，113-125 PNs的CO产量达173.3 μmol g??（5幼时内），较纯相CsPbBr?纳米晶提升3.6倍。董帆教授团队持久致力于环境与能源催化、光电催化CO?还原等领域的前沿钻研，这次成就为优化异质结界面结构、深入载流子动力学理解提供了全新视角。

第一作者：钟丰忆 博士生

通讯作者：董帆 教授

颁发期刊：ADVANCED SCIENCE

影响因子(IF):14.3

尝试方向：光催化CO₂还原

颁发单元：电子科技大学基础与前沿学院 董帆课题组

https://doi.org/10.1002/advs.202410437

MC-SPB10

异质结因其优良的光生电子-空穴分离能力，在光催化CO?还原领域拥有辽阔远景。然而，传统后组装异质结中由于多相界面处原子晶格失配导致的高界面电荷转移势垒成为一大阻碍。本钻研以CsPbBr?-CsPb?Br?多型纳米晶（113–125PNs）为例，通过提出的原位杂化战术构建了晶格匹配的共原子界面，阐了然该怪异界面内的电荷转移机造。与CsPbBr?纳米晶相比，113–125PNs的光催化CO?还原活性显著提高了3.6倍（5幼时内达到173.3 μmol??g??）。此表，开尔文探针力显微镜了局显示，该晶格匹配共原子界面内的内建电场从43.5 mV加强至68.7 mV，为电荷分离和定向迁徙提供了更强的驱动力。超快瞬态吸收光谱揭示了该晶格匹配共原子界面内额表的电荷载流子转移蹊径。因而，这种怪异的共原子界面显著推进了界面电子耦归并降低了电荷转移势垒，从而实现了高效的电荷分离和转移。这些发现强调了异质结设计中界面结构的沉要性，并加深了对界面与载流子动力学之间复杂相互作用的理解。

在本钻研中，我们通过原位热注入法合成了113–125PNs。了局批注，多型纳米晶能够突破传统异质结界面处因晶格原子失配导致的电荷分离效能限度。高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）揭示了113–125PNs共原子界面处原子结构的共存？奶秸肓ο晕⒕担↘PFM）尝试进一步证实，电荷能够通过共原子界面处的内建电场在CsPbBr?和CsPb?Br?相之间高效转移。超快飞秒瞬态吸收光谱（TAS）从电子动力学的角度深刻分析了该共原子界面内的载流子分离过程。多型纳米晶共原子界面为载流子的天生、分离和转移提供了额表位点。因而，113–125PNs在仿照太阳光照射下5幼时内实现了173.3 μmol??g??的优异CO?-to-CO产率，是纯CsPbBr?钙钛矿纳米晶的3.63倍。所有尝试了局批注，113–125PNs内怪异的共原子界面结构有助于高效电荷分离并抑造电荷复合，从而提高了光催化CO?还原机能。本钻研开发了一种拥有共原子界面的异质结，并强调了理解光催化反映中载流子动力学与界面晶格结构之间复杂相互作用的沉要性。