开发高效的二氧化碳（CO₂）光催化剂具有重要意义，然而，光生电子和空穴的超快速复合严重阻碍了光催化反应的进行。
基于此，2025年3月16日，吉林大学黄科科、中国科学院上海高等研究院曾建荣、中国科学院苏州生物医学工程技术研究所Yingge Cong等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Regulation of Internal Electric Field via d Orbital Occupancy for Efficient CO2 Photoreduction》的研究论文。
在此，作者通过优化铁（Fe）掺杂量来调节Nb-O-Fe电荷传输通道，进而增强铁电KNbO₃内部电场，优化Nb的4d t₂g轨道占据态，从而进一步提高光生电子和空穴的分离效率。
在优化的Nb 4d t₂g轨道占据态下，其与邻近氧原子的键合相互作用被有效调节，实现了Nb在NbO₆八面体的[110]极化轴方向上的最大定向位移，这一结果通过原子对分布函数（PDF）分析和拉曼光谱得到了证实。
光催化性能测试表明，具有最强内建电场的KNbO₃展现出最高的CO产率（15.7 µmol g⁻¹h⁻¹）和选择性（92.3%）。
这项工作为通过轨道调控调节铁电极化铺平了道路，并为合理设计能量催化铁电结构奠定了基础。
Regulation of Internal Electric Field via d Orbital Occupancy for Efficient CO2 Photoreduction,Adv. Funct. Mater.,https://doi.org/10.1002/adfm.202502686
