La investigación, publicada en la revista Solar RRL, se centra en la anatasa TiO2, un material conocido por su estabilidad química y capacidades fotocatalíticas, pero limitado por su banda prohibida (bandgap) que restringe su actividad al espectro ultravioleta. Para superar esta limitación, se ha explorado la integración estratégica de TiO2 con TMDs como el MoS2. Esta combinación aprovecha la transferencia de carga en la interfaz, la formación de barreras Schottky y la renormalización de la banda prohibida para extender la absorción de luz al rango visible y suprimir la recombinación de portadores de carga.
El estudio realiza una investigación sistemática ab initio de la superficie de la anatasa TiO2 (001) interaccionando con MoS2. El objetivo es dilucidar cómo las diferentes terminaciones superficiales gobiernan la relajación estructural, el bonding interfacial y las propiedades electrónicas de la heteroestructura de Van der Waals TiO2/MoS2. Se compara la superficie ideal (1 × 1) con la estable experimentalmente reconstruida (1 × 4)-ADM, destacando sus similitudes y diferencias y clarificando los orígenes atómicos del comportamiento resultante.
Los resultados muestran que ambos sistemas mantienen una alineación de tipo II, reduciendo la banda prohibida respecto al TiO2 masivo con una absorción desplazada hacia el rojo (redshift). La superficie no reconstruida (1 × 1) resulta ideal para la interfaz con MoS2, cumpliendo óptimamente los requisitos de la Z-scheme.
Esta investigación, liderada por investigadores del ICMAB-CSIC y publicada bajo el título "Surface Termination Unlocks Photocatalytic Potential: Reshaping Structure and Electronics in Ultrathin MoS2/TiO2 Heterojunctions", abre nuevas vías para el diseño de materiales fotocatalíticos más eficientes para aplicaciones de energía limpia.
