半导体的能带工程是有效提升半导体材料及器件光电转换应用性能的重要措施。通过表界面修饰，引入具有能级匹配特性的半导体可以有效提升载流子的迁移效率同时抑制光生电子-空穴的复合，达到提升材料整体性能的目的。在该工作中，IAM团队李兴鳌课题组基于前期化学气相沉积制备研究基础，通过气溶胶辅助的方法沉积出高密度的CdS纳米阵列，并继续沉积与其晶格匹配度较高（>97%）的ZnS纳米壳层，形成全包裹的纳米核壳结构一维阵列。关键的是，通过控制壳层的成核温度，使其在缓慢成核的同时，在核壳界面处形成一层完整的超薄的（~12 nm）固溶体过渡层（Zn_1−xCd_xS）。该过渡层的引入，使整个电极的光电化学分解水产氢效率提升近一倍，稳定性也显著提升（连续稳定工作时间超过6000 s）。该纳米核壳光阳极的设计完全基于能带工程的理念，光生电子迁移率效率的大幅提升主要归因于中间层的桥梁梯度缓释作用，光阳极寿命的提升主要归因于完整的ZnS壳层的保护。该工作为基于能带工程光阳极的设计和制备以及在能量转换上的应用提供了一条比较好的借鉴思路。该项工作近期发表在Sci. Rep. 2016, 6, 27241。

该工作得到了教育部创新团队、国家级协同创新中心项目、国家自然科学基金委等项目的资助和支持。

文章链接：http://www.nature.com/articles/srep27241

文章附件：李兴鳌-Sci. Rep. 2016 Interface induce growth of intermediate layer for bandgap engineering insights into photoelectrochemical water splitting.pdf