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光驅動的能量轉換裝置要求對固體中與電子態相關的缺陷進行原子級操縱。然而，氧空位（V_O）作為亞帶隙能級源的方法阻礙了V_O分布和濃度的精確控制。近日，首爾大學Junwoo Son通過利用銳鈦礦型TiO₂在不同熱力學條件下的順序生長，報道了一種將V_O限制在同質界面的新策略。

本文要點：

1) 盡管L-TiO₂和H-TiO₂單層具有絕緣性能，但在低壓低溫下（L-TiO₂）在高質量銳鈦礦TiO₂外延膜（H-TiO₂）上連續生長TiO₂薄膜后，作者觀察到具有高載流子密度和電子遷移率的金屬行為。

2) 多種表征表明，V_O在界面處被限制在4個晶胞內，同時上層L-TiO₂薄膜低溫結晶，2D V_O層負責形成帶隙態，促進光生載流子壽命（≈300%）和光吸收。這些結果表明了一種綜合策略，可以局部限制功能缺陷，并強調受限缺陷中的亞帶隙能級如何影響光驅動催化反應的動力學。

參考文獻：

Minwook Yoon et.al 2D Vacancy Confinement in Anatase TiO₂ for Enhanced Photocatalytic Activities Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202413062

https://doi.org/10.1002/adma.202413062