双壁ZnSe纳米管

光解水制氢

内管-外管间形成II型能带排列，实现电子与空穴的高效空间分离，载流子迁移率超过单壁管和单层ZnSe。

Zhang, Yuqin · 冯国英

Physical Chemistry Chemical Physics 2025

参数信息

带隙

2.29 eV

带隙

2.24 eV

电子迁移率

508.55 cm² V⁻¹ s⁻¹

空穴迁移率

46.27 cm² V⁻¹ s⁻¹

技术优势

电子空穴自动分道

内外管形成II型能带排列，光生电子和空穴分别积累在内管和外管，空间上分离，有效抑制复合。

迁移率压过单壁管

双壁管电子迁移率达508.55 cm² V⁻¹ s⁻¹，空穴46.27 cm² V⁻¹ s⁻¹，均超过单壁管，电子迁移率甚至可与单层ZnSe抗衡。

带隙刚好卡在制氢窗口

(4,0)@(12,0)带隙2.29 eV，(5,0)@(12,0)为2.24 eV，均位于光解水所需的理想能带范围，无需额外调谐。

应用场景

• 光解水制氢：带隙恰好匹配水分解电压，可直接用于光解水制氢。
• 光催化析氢：II型能带排列促使电子快速迁移至催化位点，提升析氢效率。
• 可见光光催化剂：双壁管在可见光区有强吸收，显著优于单壁结构。
• 人工光合作用制氢：高载流子迁移率与空间分离特性，模拟自然光合作用产出氢气。