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中国科大设计了一种“脉冲式轴向外延生长”方法

2018-12-06 17:55:37 来源:中安在线

中国科大俞书宏教授团队与多伦多大学萨金特团队合作,设计了一种“脉冲式轴向外延生长”方法,成功制备了尺寸、结构可调的一维胶体量子点-纳米线分段异质结,该结构是类似竹节结构的纳米“竹子”复合异质结,可以充分利用太阳能,并将其有效转化为氢能源。相关研究成果近日发表在《自然·通讯》上。

利用太阳光实现人工光合作用,将自然界中的水分解高效转化为清洁的氢能源,是科学界努力的重要方向。科学家们设计新型半导体纳米材料以捕获太阳能并实现高效光化学转化,而如何降低成本和实现产业化仍面临挑战。中科大联合团队研制的人造纳米“竹子”的竹节和竹茎,分别由硫化镉和硫化锌两种不同的半导体材料组成,二者交替生长,非常类似于竹子“拔地而起”。这种独特生长方式,可以精确控制每根“竹子”的粗细、节数以及竹节间距,为开发利用该类材料提供了更多的空间。

研究人员还发现,此类人造纳米“竹子”中不同组分之间存在协同效应,二者的取向结合极大地提升了单一材料所具有的性能。相比于单一材料,纳米“竹子”的太阳能制氢效率提高了一个数量级,为今后设计开发新型高效太阳能制氢材料提供了新途径。

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