La investigació, publicada a la revista Solar RRL, se centra en l'anatasa TiO2, un material conegut per la seva estabilitat química i capacitats fotocatalítiques, però limitat per la seva banda prohibida (bandgap) que restringeix la seva activitat a l'espectre ultraviolat. Per superar aquesta limitació, s'ha explorat la integració estratègica de TiO2 amb TMDs com el MoS2. Aquesta combinació aprofita la transferència de càrrega a la interfície, la formació de barreres Schottky i la renormalització de la banda prohibida per estendre l'absorció de llum al rang visible i suprimir la recombinació de portadors de càrrega.
L'estudi realitza una investigació sistemàtica ab initio de la superfície de l'anatasa TiO2 (001) interaccionant amb MoS2. L'objectiu és dilucidar com les diferents terminacions superficials governen la relaxació estructural, el bonding interfacial i les propietats electròniques de l'heteroestructura de Van der Waals TiO2/MoS2. Es compara la superfície ideal (1 × 1) amb l'estable experimentalment reconstruïda (1 × 4)-ADM, destacant les seves similituds i diferències i clarificant els orígens atòmics del comportament resultant.
Els resultats mostren que ambdós sistemes mantenen una alineació de tipus II, reduint la banda prohibida respecte al TiO2 massís amb una absorció desplaçada cap al vermell (redshift). La superfície no reconstruïda (1 × 1) resulta ideal per a la interfície amb MoS2, complint òptimament els requisits de la Z-scheme.
Aquesta investigació, liderada per investigadors de l'ICMAB-CSIC i publicada sota el títol "Surface Termination Unlocks Photocatalytic Potential: Reshaping Structure and Electronics in Ultrathin MoS2/TiO2 Heterojunctions", obre noves vies per al disseny de materials fotocatalítics més eficients per a aplicacions d'energia neta.
