半导体光电分解水的过程受半导体产生的光生电压、半导体表面的氧化还原反应活性等因素的影响。由于半导体制备过程中，不可并避免地在体相或表面形成表面态缺陷。这些表面态通常导致载流子在此复合，大大降低半导体自身的光电性能。研究表面处理过程，对于半导体的光电分解水的性能提高具有非常重要的意义。    

杨晓刚博士采用原子层沉积(ALD)技术，在Fe₂O₃半导体薄膜上沉积了一层超薄的TiO₂修饰层。尽管TiO₂修饰层自身对于光电分解水并无催化作用，但是其能够降低表面态的浓度，导致光生载流子的复合显著降低。进一步光电化学分析发现光阳极的光生电压升高，这是器件光电转换性能提高的重要因素。该研究对于从热力学角度理解表面修饰层影响具有独特的认识。本项目由我校表面微纳米所杨晓刚博士、郑直教授与美国波士顿学院Dunwei Wang研究组合作进行。目前该论文已在美国化学会ACS Applied Materials & Interface杂志上发表。

（Improving Hematite-based Photoelectrochemical Water Splitting with Ultrathin TiO₂by Atomic Layer Deposition，Yang Xiaogang et al. ACS Appl. Mater. & Interface 2014, 6, 12005）

全文连接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/am500948t