bi?

wo?

是典型的Aurivillius层状结构氧化物，其光催化活性与在可见光照射下独特的光生载流子动力学过程存在关联。

当入射光子的能量达到或者超过它的禁带宽度（ ，通常大概在2.

7 - 2.

8 eV这个范围）的时候，bi?

wo?

价带（Vb）当中的电子会被激发并且跃迁到导带（cb），与此同时会在价带留下空穴，进而形成光生电子 - 空穴对。

这一过程是符合爱因斯坦光电效应方程的，方程为 ，这里面 是普朗克常数， 表示的是入射光频率， 和 分别指的是导带底和价带顶的能级位置。

在理想的状况下，这些载流子应当分离并且迁移到材料表面去参与氧化还原反应。

然而在实际传输的时候，载流子的复合（包含体相复合和表面复合）成了限制量子效率的主要瓶颈。

bi?

wo?

的价带主要是由o 2p轨道和少量的bi 6s轨道杂化形成的，具有较高的氧化电位；导带主要是由w 5d轨道构成的，这就决定了它的还原能力。

这样的能带结构使得它具备可见光响应能力，但是较宽的带隙以及较快的载流子复合速率，限制了它的光吸收范围和电荷利用效率。

要提升载流子传输效率，对bi?

wo?

进行能带调控是非常关键的。

元素掺杂是一种经常会用到的方法，例如加入贵金属离子（像Ag?）或者非金属离子（例如N3?），能够在半导体禁带里面引入杂质能级，这些能级可以当作电子捕获阱，能够有效地减少电子 - 空穴的复合。

缺陷工程，特别是通过控制合成条件来产生氧空位，不仅能够作为活性位点，而且还能够在导带下方形成浅施主能级，从而促进电子快速迁移。

能带杂化比如构建异质结，利用内建电场驱动载流子在不同半导体之间定向移动，是实现高效空间分离的一种有效办法。

就以bi?

wo?

/g - c?

N?

Z型异质结作为例子，g - c?

N?

导带上的电子会和bi?

wo?

价带上的空穴复合，同时会保留bi?

wo?
本章未完，请翻下一页继续阅读.........