金纳米材料在氢能经济中的应用

据国外媒体报道，圣彼得堡理工大学（SPbPU）、莱布尼兹大学汉诺威分校和Ioffe研究所的国际科学家合作团队找到了一种改进纳米复合材料的方法，为其在氢能经济及其他行业的使用开辟了新的方向。研究结果在发表于Semiconductor Science and Technology杂志上。（题为The mechanism of charge carrier generation at the TiO2--n-Si heterojunction activated by gold nanoparticles）

该研究致力于发展一种基于二氧化钛的半导体复合材料，而该材料的相关应用得到了世界各国的广泛研究。然而，这种材料的制备过程非常复杂，为了更有效地使用该半导体复合材料，必须确保可以被释放和传输其原子层之间的能量。在实验过程中，研究团队提出了一个定性模型来解释该复杂的过程。

该研究团队使用的复合材料由硅晶片，金纳米粒子和二氧化钛薄层组成。为了在实验过程中将能量转移到材料内部，研究人员尝试从硅中分离纳米粒子。如果没无法从硅晶片中分离出纳米颗粒，那么能量既不能传输到硅上也不能传输到二氧化钛层，这将导致能量的损失。

SPbPU微系统设备部教授Maxim Mishin博士表示，研究所得的材料是表面上生长有柱状结构的硅晶片。该硅晶片将被用作样品的基底，金纳米粒子则位于这些柱状结构的顶部，而整个结构均涂有氧化钛。通过该方法，纳米粒子仅与二氧化钛接触，同时将从硅中被分离出来。在层间的界限数量减少后，该研究试图描述材料的制备过程。此外，研究还假设材料的这种表面结构将会提高其使用光能的效率。

实验中首先使用一层基底将硅晶片覆盖氧化，然后将金纳米颗粒沉积在上面。

该项目得到了DAAD计划“圣彼得堡理工大学和莱布尼兹汉诺威大学战略伙伴关系”的支持。