Li-doped ZnO nanowire

ITO/glass 위에 수열 합성법으로 성장된 Li 도핑 ZnO 나노와이어 어레이로, paper_059의 강유전성 광양극 소재임 (see Lee et al., J. Mater. Chem. A (2016)). Li 도핑은 안정적인 자발 쌍극자를 유도하여 ZnO NW를 강유전성으로 만들며 — 이것이 비도핑 ZnO와 구별되는 핵심 특성이다.

합성

• ITO/glass 위에 100 nm ZnO 시드층 형성; 50 mM LiNO₃ + Zn(NO₃)₂·H₂O + HMT (1:1) 혼합 용액으로부터 95 °C, 10 h 조건에서 성장; 강유전 상전이를 유도하기 위해 550 °C, 1.5 h, O₂ 분위기에서 어닐링 처리 (see Lee et al., J. Mater. Chem. A (2016), Methods).

특성

• 폴링 방향에 무관하게 직접 밴드갭 3.2 eV (자외선 전용 흡수체) (see Lee et al., J. Mater. Chem. A (2016), ESI Table S₁).
• c축 XRD 피크 (2θ = 34.3°, JCPDS #36-1451) 강도는 폴링 방향에 따라 변화: 양극 폴링 > 비폴링 > 음극 폴링 순 (see Lee et al., J. Mater. Chem. A (2016), Fig. 2).

Li-ZnO-ferroelectric-PEC-electrode로 조립되며, 강유전 상은 접촉식 고전압 폴링을 가능하게 하여 ferroelectric-polarization-charge-separation을 통한 영구적 밴드 벤딩 제어를 실현한다. 위키 내에서 KNaNbO₃-ferroelectric-photocatalyst (paper_037)와 강유전성 산화물 계열의 형제 시스템으로 연관되나, 소재, 구조, 폴링 방법은 상이하다.