近日，中国科学技术大学国家同步辐射实验室刘庆华副研究员、何劲夫博士和姚涛副研究员等利用同步辐射X射线吸收谱学(XAFS)技术，在新型太阳能转化功能材料的形貌结构和性能调控中取得新进展，研究成果发表在10月6日的《自然-通讯》上。

　　针对金属氧化物在可见光区水分解性能低的科学问题，研究人员提出一种通过形成“矢量迁移通道”的能级结构来引导光生载流子迁移的途径。实验上，通过将一层2~3 nm厚的Fe2TiO5/TiO2窄禁带(2.2 eV)半导体材料包覆在高度有序的TiO2纳米管阵列表面，在Fe2TiO5/TiO2之间形成载流子分离界面，成功地将光生空穴从材料内部定向迁移到表面催化反应活性位点；同时，FFe2TiO5与TiO2匹配的导带结构极大减小了水分解反应的过电势，从而使得Fe2TiO5-TiO2复合结构在400-600nm波长范围的量子转换效率高达40%以上，总的能量转换效率达到2.7%。研究人员还利用同步辐射X射线吸收谱学和电化学阻抗谱技术等一系列测量和理论分析，证实了2TiO5-TiO2界面的“矢量迁移通道”能级结构是实现光生载流子定向迁移的原因。

　　上述研究得到国家自然科学基金重点项目、创新研究群体项目和科技部“973”项目等基金的资助。