一箭双雕：光既诱导相变又触发水分解

本文研究了二维铁电材料Hf2Ge2S6在光催化水分解中的应用。背景方面，光催化水分解技术面临光生载流子快速复合的挑战。研究目的是通过第一性原理计算和实时-含时密度泛函理论模拟，探索Hf2Ge2S6的双稳态特性及其在光催化水分解中的动态调控潜力。研究发现，铁电相通过自发极化形成内建电势差，有利于析氧反应，而顺电相则更有利于析氢反应。此外，335 nm激光脉冲可在200飞秒内诱导顺电-铁电相变，这种相变具有可逆性，可通过光场与电场交替调控实现FE/PE相态的可控切换。结论表明，该研究为设计智能光催化剂提供了新思路，相关成果已发表于npj Computational Materials 11: 12 (2025)。