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本文聚焦二维半导体，探讨平带电位（Vfb）测量难题。传统方法不适用于二维材料，而扫描电化学池显微镜（SECCM）测量零电荷电位（Vpzc，等同于Vfb）可克服困难，助力相关领域研究，对光催化、能源转换等意义重大。
什么是Vfb？
在半导体电化学领域，平带电位（Vfb）意义非凡。不同学者对其定义有所差异，Bard 和 Faulkner 认为Vfb是不存在电场和空间电荷区域时的电位；Morrison 提出当表面势垒（图中定义为Vbi ）为零时的电位即Vfb；Dewald 则定义Vfb为能带呈平坦状且半导体内部电荷为零的电位；Nozik 和 Memming 给出的定义是，当半导体空间电荷层的电位差处于特定状态时的电位就是Vfb 。Vfb作为一个关键参考参数，在诠释电荷转移动力学以及电流 - 电压行为方面起着举足轻重的作用。
是什么让二维半导体电极的Vfb测定颇具挑战？
在二维半导体中准确量化Vfb面临诸多难题。首当其冲的是制备适用于整体电化学测量的二维半导体电极。研究人员通常在诸如氧化层包覆的硅片或蓝宝石这类绝缘基底上生长二维半导体薄膜。然而，为开展电化学测量，需将样品转移到导电基底上，而这一转移过程往往会引入宏观缺陷，像撕裂、气泡等问题。这些缺陷的出现严重干扰了Vfb的准确测量，使得传统测量方法在二维半导体领域难以发挥作用。
提议的解决方案：利用 SECCM 测量Vpzc，进而得到Vfb
扫描电化学池显微镜（SECCM）为解决上述难题提供了有效途径，可用于测量零电荷电位（Vpzc） 。在阐述测量方法之前，先明确Vpzc与Vfb的关系。1960 年，Dewald 指出，Vfb对于半导体电极而言至关重要，它与金属电极上的电毛细管最大电位极为相似。电毛细管最大电位指的是电极表面张力达到特定状态时的电极电位。在二维半导体测量中，通过 SECCM 测量Vpzc，由于Vpzc等同于Vfb，从而能够规避样品异质性问题，比如针孔、多层缺陷等，为更精确地进行电化学表征开辟了新道路。
结论与展望
二维半导体为深入探究半导体 - 电解质界面的电荷转移过程搭建了令人瞩目的平台，在光催化、传感以及太阳能转换等领域有着深远的影响。以能源转换为例，精确测定
Vfb尤为关键，借助
Vfb和
的相关知识，能够推算出最大可实现的开路电压（
VOC，
）。扫描电化学池显微镜（SECCM）为二维半导体研究提供了强大的技术手段，随着研究的不断深入，有望进一步加深对二维材料电流 - 电位行为的理解，推动先进系统在光催化、能源转换和传感等方面的设计与应用，助力相关领域取得更多突破。
