CoFe2O4ナノ構造フィルムにおける低磁場マグネトチューナブル光電流の向上された光電気化学特性

効率的な太陽光から水素への変換は、光電気化学（PEC）プロセスを使用し、高い光吸収および電荷輸送特性を示す高度な機能を持つ半導体光電極を必要とします。本研究では、低い外部磁場下でのCoFe2O4ナノ構造フィルムにおけるマグネトチューナブル光電流を示します。光電流は、外部磁場600 Oeを加えることで約1.55 mA/cm2から約3.47 mA/cm2に増加し、約123%の向上を示します。この光電流の向上は、光学バンドギャップの減少と、CoFe2O4/電解液界面での空乏幅の増加に起因し、光励起された電荷キャリアの生成と分離が向上します。磁場の存在下での光学バンドギャップの減少は、コバルトイオンの八面体から四面体への移動と関連しており、これはラマン分光法の結果によって支持されています。電気化学インピーダンス分光法の結果は、磁場の存在下でのCoFe2O4/電解液界面での電荷移動抵抗の減少を確認します。この研究は、フェロ磁性半導体の光励起特性と磁気特性の結合を示し、この効果はマグネトフォトトロニクス効果と呼ばれることができます。