【產(chǎn)通社，8月28日訊】同濟(jì)大學(xué)（Tongji University）官網(wǎng)消息，其化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院楊金虎教授的研究工作以“Amorphous Semiconductor Nanowires Created by Site-Specific Heteroatom Substitution with Significantly Enhanced Photoelectrochemical Performance”為題發(fā)表于國(guó)際知名期刊《ACS Nano》上（ACS Nano, 2016, DOI: 10.1021/acsnano.6b03801），課題組博士生賀婷同學(xué)為論文的第一作者、祖連海同學(xué)為共同第一作者�！禔CS Nano》2015年的影響因子是13.3。 

半導(dǎo)體納米材料因特殊的光電性質(zhì)及在能源和環(huán)境等領(lǐng)域中的巨大潛力而備受關(guān)注。目前，研究所涉及的半導(dǎo)體納米材料大都是晶態(tài)的。相對(duì)而言，非晶半導(dǎo)體材料理論上在光電器件方面具有很多優(yōu)勢(shì)，如更高的比表面積、更高的表面活性和更高的光利用效率等。但非晶半導(dǎo)體納米材料因合成困難，研究非常有限，這大大限制了非晶半導(dǎo)體材料的發(fā)展。

楊金虎教授課題組以寬禁帶Zn2GeO4（ZGO，禁帶寬度4.5eV）為研究對(duì)象，發(fā)展了一種液相離子交替沉積方法，在制備ZGO納米線的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了異原子（Si）在ZGO晶胞中不同位置的定點(diǎn)取代。當(dāng)取代Zn位置時(shí)，因?yàn)镾iIIO4四面體與ZnO4四面體在鍵長(zhǎng)和鍵角參數(shù)上的很大差異（分別達(dá)到20%和7.71%），導(dǎo)致了取代后的納米線成鍵網(wǎng)絡(luò)扭曲，破壞了原ZGO晶體的有序晶格結(jié)構(gòu)，形成了非晶的Zn1.7Si0.3GeO4（ZSGO）納米線。而當(dāng)Si取代Ge位置時(shí)，因?yàn)镾iIVO4四面體與GeO4四面體在鍵長(zhǎng)和鍵角參數(shù)上差異較小（分別為6.86%和2.51%），不影響有序晶格結(jié)構(gòu)，形成了晶態(tài)的Zn2（GeO4）0.88（SiO4）0.12（ZGSO）納米線。通過(guò)密度泛函數(shù)（DFT）計(jì)算表明，Si取代后，ZSGO的禁帶寬度比取代前ZGO減小，而ZGSO比取代前的禁帶寬度增大。因非晶ZSGO納米線具有更好的光吸收能力、更高的比表面積和反應(yīng)活性，其在光電催化制氫中表現(xiàn)出了更好的效率。該研究為非晶半導(dǎo)體納米材料的可控制備和能帶結(jié)構(gòu)調(diào)控提供了一個(gè)新的方法。 　
　
此研究工作獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、上海東方學(xué)者計(jì)劃、上海創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目等的支持，同時(shí)得到了香港科技大學(xué)楊世和教授、同濟(jì)大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院徐曉翔教授的合作與支持。

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