（陈飞台）近日，我院物理学专业2023级硕士研究生施绍超在微纳半导体多级结构的构筑及光催化性能研究方面取得进展。相关研究成果分别发表于Applied Surface Science和Surfaces and Interfaces期刊。

第一项研究以“Plasmonic photocatalyst of flower-like Ag@SiO₂@N-TiO₂/Ni microspheres with core–shell-satellite structure for boosting photocatalytic hydrogen evolution”为题发表于Applied Surface Science。该工作构筑了具有核-壳-卫星花状结构的Ag@SiO₂@N-TiO₂/Ni（ASTN）复合材料。研究发现，在465 nm和570 nm波长光照下，Ag核表面附近及表层产生了强烈的局域表面等离激元共振（LSPR）效应。核壳结构为热电子注入TiO₂提供了大量通道，花状结构为Ni负载提供了丰富的锚定位点，形成的TiO₂/Ni肖特基结有效促进了载流子分离。该复合材料在模拟太阳光下表现出显著增强的光催化析氢速率，为设计等离激元与助催化剂协同改性的光催化材料提供了新思路。（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2026.166587）

图1 ASTN 在模拟太阳光照下的光催化析氢机理示意图

第二项研究以“2D/2D S-scheme heterojunction of g-C₃N₄ nanoflakes/N-doped TiO₂ flower-like microspheres for highly effective photocatalytic Cr(VI) reduction”为题发表于Surfaces and Interfaces。该工作将小尺寸g-C₃N₄纳米片与氮掺杂TiO₂花状微球（N-TFMs）结合，构建了面-面接触的S型异质结复合材料。2D/2D界面结构增大了异质界面面积，提供了丰富的电荷转移通道和短的载流子迁移距离。密度泛函理论计算和羟基自由基荧光实验证实，界面载流子遵循S型转移路径，在促进电荷分离的同时保留了CN导带电子的强还原能力。优化后的复合材料对Cr(VI)的还原反应速率常数分别是原始CN和N-TFMs的10.4倍和3.7倍。该工作为多级结构中2D/2D S型异质结的构建及光生载流子的迁移机制提供了实验和理论支撑。（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.surfin.2026.109299）

图2 CN/N-TFMs的形貌与光催化还原Cr(VI)的机理示意图

上述研究得到湖南省教育厅重点项目（24A0370）的资助。第一篇论文第一作者为施绍超，第二篇论文施绍超、崔立琴为共同第一作者，两篇论文均以英国365上市公司为第一单位，通讯作者均为我院陈飞台副教授。

 

（一审：伍建华；二审：黄勇刚；三审：刘洪）