近些年，人们大力发展以半导体材料为主体的半导体光催化技术，可有效解决环境与能源问题。其中，ZnO相对于TiO2有着更好的电子迁移率，其光生电子空穴复合率较低，从而可以更有效的提升光电极的量子效率。为获得高效的ZnO基光电器件，通常需要成功制备ZnO p-n结。然而，在当前条件下难以获得具有高稳定性和低电阻的p型ZnO，并且很少有研究报导p型ZnO用以设计高效光电极来改善和调控光电化学（PEC）分解水性能。ZnO是一种同时具有优越的半导体特性和压电效应的材料，通过利用其受到外加应变时在ZnO界面处产生的压电势，能够促进其界面处电子-空穴对的分离和转移，可以实现对ZnO光电化学性能的有效调控。

近日，海南大学硕士研究生曹唱（文章第一作者）在Nano Energy（影响因子：13.120）报道了利用低温水热法成功制备出高效稳定的p型ZnO纳米线（图1），并且通过利用压电效应有效调控p型ZnO的PEC性能（图2）。系统实验和理论计算证实，ZnO的p型导电性来自于Sb离子占据Zn位形成SbZn-2VZn复合缺陷。与未进行Sb掺杂的ZnO相比，p型ZnO纳米线表现出更有效的光生载流子分离和转移特性，光电流密度是未掺杂ZnO的17.2倍。在0.6%的拉伸应变下，p型ZnO纳米线的光电流密度可以进一步提高27.4%而不改变半导体的导电特性。压电效应通过调节界面处的能带结构来改变电荷的分离和转移速率，从而可以有效调控PEC析氢性能。

该研究证明了一种通过压电效应实现稳定的p型ZnO并调控PEC性能的新方法。并且，本工作提出了设计和开发高性能光电极的有效方法，扩展了压电效应的应用，对压电效应在半导体界面处调控载流子的研究提供了参考。海南大学林仕伟教授为本文唯一的通讯作者。

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图1.（a）Sb掺杂ZnO NWs的制备示意图；SEM图：(b) n-ZnO NWs；(c) 0.2Sb/ZnO NWs；(d) 0.2Sb/ZnO-anneal NWs；0.2Sb/ZnO-anneal NWs的 (e) TEM图像（f）EDS元素分布图谱。

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图2.（a）利用压电效应设计的p型ZnO NWs PEC体系机理图；（b）在0 VRHE偏压下施加不同压变0.2Sb/ZnO-anneal NWs的光电流密度变化率；（c）在-0.2 VRHE偏压下施加不同应变的H2产生量。

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