一、 暗態(tài)不加電場（宏觀角度）
1. 電化學(xué)勢
1.1 半導(dǎo)體中電子具有一定的費米能級（后稱電化學(xué)勢
）
Q：可想而知，氧空位不同赤鐵礦費米能級也不同闰围，那么問費米能級還跟別的因素有關(guān)嗎匾竿？（如尺寸砌烁、晶面等）
1.2 在水中存在電離平衡，等溫等壓下由吉布斯判據(jù)姑原，平衡時電化學(xué)勢滿足
Q：電化學(xué)勢分為電勢跟化學(xué)勢兩項，化學(xué)勢跟濃度有關(guān)呜舒，如果等式兩端化學(xué)勢不等那么會有化學(xué)反應(yīng)锭汛。問怎么由水的化學(xué)勢推出平衡時氫離子的濃度？（關(guān)鍵是化學(xué)勢跟濃度關(guān)系）
2. 發(fā)生反應(yīng)
一開始接觸時袭蝗，氫離子感受到赤鐵礦表面電子具有較高的電化學(xué)勢唤殴，因此發(fā)生電子流動產(chǎn)生氫氣。
氫離子濃度減少而氫氧根離子濃度增加到腥，溶液帶負(fù)電而半導(dǎo)體帶正電朵逝，氫氧根離子在電場吸引下遷移到表面，形成雙電層乡范。
當(dāng)具有足夠多的氫氧根離子在界面屏蔽掉電場使時配名。
Q：半導(dǎo)體空間電荷層的電子濃度如何分布？（滿足玻爾茲曼分布晋辆，界面少）
Q：界面處電子濃度連續(xù)嗎渠脉？（連續(xù)，因為電化學(xué)勢相等同時電勢連續(xù)）
Q：能否產(chǎn)氧瓶佳？（不能芋膘，產(chǎn)氧需要滿足，電子的電化學(xué)勢還太高霸饲，相當(dāng)于電勢還太低）
3. 總結(jié)
接觸時發(fā)生了赤鐵礦的電子跑到溶液中產(chǎn)生氫氣为朋，隨后由于電場屏蔽該過程終止，形成穩(wěn)定的雙電層厚脉。
二习寸、外加電場（參比和赤鐵礦陽極間）
1. 赤鐵礦加正電壓
在赤鐵礦端有兩個接觸界面，一個是金屬電極||赤鐵礦器仗，另一個是赤鐵礦||水融涣。
以參比電極的電勢為固定點，那么金屬電極也有確定的電勢精钮。外加電壓調(diào)低了電極的電化學(xué)勢引起金||赤界面電子流動威鹿，降低了赤鐵礦的費米能級，并傳導(dǎo)到赤||水界面轨香。
2. 空間電荷層變化
由于體的費米能級降低忽你，界面處費米能級也降低（滿足）。
同時半導(dǎo)體界面的壓降增大臂容，而空間電荷層變寬科雳。
Q： 為什么空間電荷層會變寬根蟹？
3. 反應(yīng)未發(fā)生
一開始還不滿足，就不能產(chǎn)生氧氣糟秘，相當(dāng)于說一開始界面處電子的電勢太低或費米能級太高简逮。
4. 反應(yīng)發(fā)生
當(dāng)電勢足夠低導(dǎo)致時，開始產(chǎn)生氧氣尿赚。
理論上可以計算這個反應(yīng)進(jìn)行所需要的電位（單位Gib）散庶，標(biāo)定這個電位為產(chǎn)氧電位，對應(yīng)電化學(xué)勢為產(chǎn)氧電化學(xué)勢（文獻(xiàn)常用）凌净。
Q： 如何計算這個電位悲龟？
Q： 在產(chǎn)氧時產(chǎn)氫是否進(jìn)行？
5. 總結(jié)
當(dāng)外加電場時冰寻，以溶液bulk電勢為基準(zhǔn)须教，由于費米能級不匹配引起電荷流動，導(dǎo)致界面電化學(xué)勢下降斩芭，當(dāng)電化學(xué)勢下降到產(chǎn)氧電化學(xué)勢時轻腺，開始產(chǎn)氧。
三秒旋、 外加光場
1. 反應(yīng)條件
前面知道發(fā)生的條件是界面的電化學(xué)勢下降到產(chǎn)氧電化學(xué)勢约计。
那么當(dāng)光激發(fā)出電子空穴對時，會產(chǎn)生大量高激發(fā)態(tài)電子迁筛，這些高激發(fā)態(tài)電子在空間電荷層的作用下漂移到Bulk內(nèi)煤蚌，空間電荷層剩下大量空穴，電子濃度降低细卧，因而費米能級下降尉桩。
Q： 這個大量指多少（比例）？
2. 反應(yīng)發(fā)生
當(dāng)光足夠強(qiáng)使費米能級下降到產(chǎn)氧電化學(xué)勢時贪庙，開始產(chǎn)氧蜘犁。
或者外加偏壓拉低費米能級到產(chǎn)氧電化學(xué)勢時，也可以產(chǎn)氧止邮。
Q： 外電路電子如何流動这橙？
Q： 如何考慮產(chǎn)氫端？
四导披、其他影響
- 表面態(tài)
- 氧空位
- 晶相
- 催化劑
- 接觸電極
五屈扎、 關(guān)于問題的問題
- 哪些問題是沒意義的？
- 哪些問題是對提高催化過程有真正價值的撩匕？
- 所謂理論容量是否是個坑鹰晨？
