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作為典型的鈣鈦礦型晶體，多面體鈦酸鍶(SrTiO 3)在最近的研究中表現出各向異性的電荷傳輸行為，但其載流子的傳輸和躍遷還沒有得到合理的解釋。基于此，中科院過程工程研究所段東平和中科院理化技術研究所吳驪珠等通過水熱合成了暴露(100)，(110)和(111)晶面的菱形立方八面體SrTiO₃微/納米顆粒(Sr_1-xTiO_3-x/TiO_2-x)，其直徑為300-700 nm，并總結了由雙空位和晶面效應引起的自陷激子(STEs)的解離機制。

?過程所/理化所Small：首次報道！SrTiO3中Sr-O雙空位和暴露晶面協同加速激子形成和分裂

Sr_1-xTiO_3-x/TiO_2-x顆粒的暴露晶面和晶格缺陷(包括Sr-O空位)構成了S型混合同質結和異質結，這能夠同時產生分離的自由載流子和激子。根據核磁共振、XPS、DFT計算等對Sr_1-xTiO_3-x/TiO_2-x獨特結構的成因分析，證實了Sr-O空位的存在。這種現象可能是多面體SrTiO₃單晶的固有特性，廣泛存在于水熱法制備的各種不同晶面的鈣鈦礦晶體微米納米級顆粒中。

結合實驗結果，可以預測Sr_1-xTiO_3-x/TiO_2-x中激子的整個變化過程：

1.首先，電子被激發，在缺陷晶格TiO_2-x和SrTiO₃中形成帶空穴的自由載流子；

2. 由于S異質結效應，STEs的形成發生在兩個晶格之間的Sr和O空位中；

3.有效的激子擴散從體向表面發生；

4.由于空位捕獲激子，激子的E_b隨著半徑的減小而增加，E_b高于3.0 meV的激子快速復合；

5.大多數E_b低于3.0 meV的激子開始下降；

6.由于沿不同晶面的各向異性擴散效應，也可以看作是S-同質結效應，殘余激子(E_b<3 meV)繼續擴散到Sr_1-xTiO_3-x/TiO_2-x表面，其中一些轉化為自由載流子。

該工作為光致載流子轉換過程提供了新的見解，為SrTiO₃的設計提供了新的方向。更重要的是，菱形立方八面體Sr_1-xTiO_3-x/TiO_2-x的高效Co²⁺光氧化能力也證明了特殊Sr-O空位的存在，在低能耗條件下對含Co廢水的處理有顯著改善。

Synergistic Effect of Sr-O Divacancy and Exposing Facets in SrTiO₃ Micro/Nano Particle: Accelerating Exciton Formation and Splitting, Highly Efficient Co²⁺ Photooxidation. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202202659

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