GaAs的能带宽度为1.43 eV，对太阳能光谱的吸收有利，同时产生的光电压高于Si基电池，这暗示了其能够有希望用于分解水领域。但是在光氧化反应过程中的光腐蚀作用，会导致形成绝缘的氧化物层，并显示了GaAs的光电稳定性和光电性能。有鉴于此，弗吉尼亚大学Giovanni Zangari等报道了通过在GaAs上电化学沉积Ni，并通过控制沉积的时间，在GaAs上分别形成超薄层连续膜结构或纳米岛结构。作者通过瞬态电压、X射线光电子能谱、不同深度测试等方法对该生长机理过程进行研究。发现该反应中展现出快速成核并生成金属层，随后转化为氢氧化物/羟基氧化物。并且层厚度和形成一层所需的沉积实现有关。

本文要点：

（1）

在含有可逆还原对K₃Fe(CN)₆/K₄Fe(CN)₆的溶液中，连续超薄膜实现了0.11 V的光电压、8.9 mA cm^-2的光电流；非连续的纳米岛结构薄膜实现了0.5 V光电压、9.2 mA cm^-2的光电流。

在1.23 V vs RHE中300 s光电流稳定测试实验中，非连续Ni薄膜的稳定性低于连续Ni薄膜的稳定性。

（2）

将n型GaAs基底分别用丙酮、10 % 氨水、水处理，消除界面氧化物层。随后将其与GaIn形成Ohmic接触，随后将刻蚀氧化物层的GaAs作为工作电极，Pt作为对电极，饱和甘汞电极作为参考电极，在NiCl₂/KCl混合溶液（pH 3）中进行点化学沉积反应，在10 mA cm^-2电流密度中和0.2~120 s之间进行沉积。

（3）

本文为在半导体氧化物表面沉积超薄层金属、催化金属粒子，并对深入理解恒电流电沉积过程中金属沉积机理提供经验。

参考文献

Yin Xu, Rasin Ahmed, Jiyuan Zheng, Eric R. Hoglund, Qiyuan Lin, Enrico Berretti, Alessandro Lavacchi, Giovanni Zangari*

Photoelectrochemistry of Self‐Limiting Electrodeposition of Ni Film onto GaAs, Small 2020

DOI: 10.1002/smll.202003112

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202003112