Interaction of liquid water with the p-GaInP2(100) surface covered with submonolayer oxide.
Interaction of liquid water with the p-GaInP2(100) surface covered with submonolayer oxide.
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液态水与覆盖有亚单层氧化物的 p-GaInP2(100) 表面的相互作用
DOI：
10.1039/c8cp03337d
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Jaegermann
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hajduk;Lebedev;Kaiser;Jaegermann
利用高分辨表面灵敏同步辐射光电子能谱研究了水与覆盖有亚单层残余自然氧化物的p-GaInP 2（100）表面的相互作用，以了解真实的液体环境中水在太阳能水裂解光电阴极上的解离.室温下p-GaInP_2（100）表面从液态水中脱出后，在表面敏感价带谱中出现了Ga-OH、In-OH和H-In-OH键的特征。铟核心水平在露出后保持完整，而镓核心水平表明镓氧化物转化为氢氧化物，以及金属镓的积累。表面敏感的P2p芯能级谱表明，P-H键的形成是在浸渍后进行的。表面化学键的这些变化可以归因于p-GaInP 2（100）表面上的水分子的解离，导致随后的表面氧化物向氢氧化物的转化。水与p-GaInP 2（100）表面覆盖的亚单层残留的原生氧化物的相互作用，导致增加的功函数由80毫电子伏和修改的价带边谱，这是一个改变的表面偶极子由于电荷再分配引起的表面氧化物的转变为氢氧化物的证据。
High-resolution surface-sensitive synchrotron radiation photoelectron spectroscopy was used to study the interaction of water with the p-GaInP2(100) surface covered with submonolayer residual native oxide in order to get insight into water dissociation at the solar water-splitting photocathodes in real liquid environment. In the surface-sensitive valence band spectra features related to Ga–OH, In–OH, and H–In–OH bonds appear after emersion of the p-GaInP2(100) surface from liquid water at room temperature. Indium core levels remain intact after emersion, while the gallium core levels indicate transformation of gallium oxides to hydroxides, as well as the accumulation of metallic gallium. Surface sensitive P 2p core level spectra indicate formation of P–H bonds after emersion. These changes of the surface chemical bonds can be attributed to the dissociation of the water molecules on the p-GaInP2(100) surface, leading to the subsequent transformation of surface oxides to hydroxides. Interaction of water with the p-GaInP2(100) surface covered with submonolayer residual native oxide causes an increase in the work function by 80 meV and a modification of the valence band edge spectrum, which is evidence of a change of the surface dipole due to the charge redistribution induced by the transformation of the surface oxides to hydroxides.
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