以水中結晶光合成法開發新型半導體奈米材料

 

刊登日期:2026/8/19
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北海道大學工學研究院研究團隊,運用其獨創之「水中結晶光合成法」(SPsC),於過氧鎢酸溶液中添加微量的銅元素,並進行紫外光照射,因此成功合成銅摻雜三氧化鎢水合物(Cu-WO₃・H₂O)半導體奈米材料。光響應性奈米粒子均勻分散之材料,長久以來已廣泛應用於永續能源利用及光子學等領域。其中,具靜電容量特性,或經電壓施加、光照射即呈現導電性之半導體材料,多見於LED照明、太陽能電池及光觸媒等應用。
 
北海道大學研究團隊則進行進一步的開發,於可見光照射下對該材料進行光電化學測量,發現隨電位掃描速率之不同,材料可呈現「靜電容量性」(電荷儲存)與「導電性」(電子傳導)兩種截然不同之行為模式,並闡明其光誘導轉換機制,實驗亦證實導電狀態下之載子電子密度隨光照強度增強而提升。
 
此外,該團隊結合實驗數據與理論模型證實,在光催化產氫反應(HER)中,隨著照射光強度增加,反應所需的過電位可有效降低近100 mV,展現優異的能量增強效益。整體而言,此研究不僅揭示半導體奈米材料於光照下,靜電容量性與導電性間可調控轉換之嶄新機制,為未來可持續能源技術與新型半導體裝置的開發奠定重要基礎。

資料來源: https://eetimes.itmedia.co.jp/ee/articles/2607/06/news028.html
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