非水溶剂中纳米结构SrTiO3薄膜电极平带电位研究

张惠惠，寇慧芝，汪海波

(武汉轻工大学化学与环境工程学院，武汉 430023)

0 引 言

半导体电极的平带电位(Efb)是指半导体界面能带弯曲为零时的电极电位，是研究半导体/电解质溶液界面的重要参数，相当于半导体界面零空间电荷值时的电极电位，可以反映半导体空间电荷层的带电状况。半导体电极的平带电位值受两个参数的影响：半导体的本体费米能级及亥姆霍兹层电势降。半导体的本体费米能级受掺杂浓度的影响，而亥姆霍兹层电势降受表面条件和电解质特性的影响。平带电位是描述半导体电极的重要物理量，可以通过实验测得，其数值可用于间接反映半导体电极的能带结构。目前，常用的平带电位测试方法有电化学法(Mott-Schottky)、光谱电化学法、光电化学法和饱和光电压法。光谱电化学法常用来检测半导体导带中电子的填充[12]。由于导带中电子的激发需要的能量很小，吸光度在长波区的变化可用来检测导带中电子的填充。在三电极体系下，对半导体纳米晶电极施加不同电位，测量其在固定波长下(例如TiO2在780 nm)吸光度的变化。当电极电位比平带电位偏正时，吸光度没有变化。偏负时，吸光度急剧上升。吸光度开始上升时对应的电极电位就是半导体纳米晶电极的平带电位。Fitzmaurice等采用光谱电化学的方法研究了纳米结构TiO2电极在水溶液中的平带电位，通过监测TiO2电极在780 nm处吸光度随外加电压的变化，并将吸光度-电位曲线拟合，从而可得出TiO2电极的平带电位。……