最小無機半導體可用作光催化劑制氫

科技日報訊 （記者劉霞）來自韓國漢陽大學、高麗大學和大邱慶北科學技術院的科學家，研製出迄今最小的無機半導體材料——量子半導體納米團簇，並利用其作為光催化劑，成功製備出環保型氫能。這一突破性成果發表於新一期《納米快報》雜誌。

團隊表示，該突破不僅實現了高效氫能生產，更有望在能源環境、量子科技等多領域展現出廣闊應用前景。

團隊在水環境中成功合成了由26個原子構成的硒化鎘（CdSe13）的穩定納米團簇。這是一種以前從未在水環境中用作光催化劑的不足1納米的超小量子半導體材料。這種由特定原子數構成的量子半導體納米團簇，是介於分子與納米晶體間的獨特材料。雖然表面原子高暴露特性賦予其卓越催化活性，但結構不穩定與導電性差長期制約實際應用。

為攻克這一難題，團隊創新性地構建了三維自組裝超結構，並通過配體交聯技術既保持團簇特性又實現結構穩定。隨後，他們還朝團簇內摻入鈷離子以提升導電性能，最終實現高效光催化制氫。

最新進展首次證實量子半導體納米團簇可作為新一代光催化材料，為綠色能源開發打開了原子級精密製造的新維度。