相较于传统铁电材料，二维层状铁电如CuInP₂S₆ (CIPS）在光催化等应用领域具有明显优势，这是因为其拥有大比表面积、超薄层厚、强层间耦合作用以及自发极化特性。这些功能使得二维层状铁电可实现光生载流子的高效分离和快速转移。目前，国内外有关铁电CIPS的光催化理论研究已有一些进展，但关于如何控制其光催化活性的实验研究尚未报道。

鉴于此，大连理工大学李大卫课题组（博士生孔繁艺、硕士生张蕾为并列一作）开展了以CIPS为代表的层状铁电光催化行为的实验研究。通过控制CIPS的内禀属性和外场激励（包括层厚、温度、光激发波长等），在层状CIPS表面实现了光化学沉积银纳米结构的可调控光催化行为；并结合原位电学和光学成像测量实验，揭示了基于层状铁电极化的银纳米结构光催化生长机制。相关成果以“Tunable photochemical deposition of silver nanostructures on layered ferroelectric CuInP₂S₆”为题，发表在《Journal of Applied Physics》期刊上。

本文要点：

（1）通过控制层厚、温度和光波长，实现了银纳米结构在层状CIPS上的可调控光沉积行为，发现铁电相CIPS的光催化活性比顺电相CIPS强很多。

（2）通过原位电学和光学成像等实验，揭示出银纳米结构在CIPS上的四步光沉积过程，包括1）反应活性位点产生、2）选择性纳米粒子成核、3）纳米粒子聚集和4）连续膜形成。

（3）通过光沉积法所制备的银纳米结构/CIPS异质结构，一方面作为新原理器件表现出低功耗、可切换的电导行为（即忆阻效应），另一方面作为活性芯片表现出选择性、高灵敏的表面增强拉曼检测能力。

文章链接：

https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0098647

（孔繁艺、李大卫 撰稿）