。文中详细阐述了其与Z型异质结的区别等表征技术等领域的应用案例。
什么是S-型异质结？
型异质结作为Ⅱ型异质结的关键细分类型，核心是无中间介质的直接载流子筛选机制。。
界面自建电场（BIEF）驱动载流子定向转移“消耗无效载流子、保留有效载流子”图1: S型异质结的催化优势示意图。DOI:10.1021/acsaem.1c03531
S-型异质结 VSZ-型异质结
S-型与Z-型异质结的本质区别在于：需借助金属纳米颗粒、导电聚合物等中间介质实现载流子转移，则仅通过半导体界面费米能级差异形成自建电场，结构更简单且载流子转移效率更高，响应时间通常＜1 ps如图2所示，：SI-1与SI-2直接接触，无任何中间介质。电子从SI-2的导带（CB）直接转移至SI-1的价带（VB）并与空穴复合，而SI-1的CB电子与SI-2的VB空穴分别在两侧富集，形成具备强氧化还原（redox）能力的载流子储备。
的交错条件，这为载流子分离提供了热力学基础。
图：型、Z-型、S-型异质结载流子转移示意图。DOI: 10.1002/admi.202500191
S-型异质结的优势
界面自建电场的“筛选作用”）存在差异，电子会从低EF半导体（如SI-1）转移，在界面形成。
：SI-2导带（CB）的高能电子与SI-2 VB的高能空穴，因电场方向限制无法复合，最终实现。
/COF（SS/TaTp）S-型异质结的自建电场方向进一步验证了这一机制。电子在电场驱动下从TaTp向SS转移，空穴反向迁移，形成电子在SS富集、空穴在TaTp富集的分布状态图3：型异质结电荷转移途径。DOI：10.1016/j.apsusc.2025.162489
S-型异质结的作用
光催化“”与redox的平衡传统Ⅱ型异质结电子最终富集于低电势导带（CB）、空穴富集于高电势价带（VB）而S-型异质结通过“无效载流子复合”的独特机制从性能平衡角度看，S-型异质结能同时实现高载流子分离效率与强redox能力。
；光激发后，ZnS的CB低能电子与ZnO的VB低能空穴复合，而ZnO的CB高能电子可高效还原O2⁻，ZnS的VB高能空穴可氧化H2这种。
图4ZnO/ZnSDOI:10.1002/adma.202311937
如何表征S-型异质结？
S-原位、Kelvin 探针力显微镜（KPFM）、自由基捕获法redox原位是追踪光诱导电子转移的核心技术，——当半导体失去电子时，核外电子云密度降低，结合能（E）升高；当获得电子时，结合能降低。
ΔE= k·Δn为结合能偏移量（），Δn为比例常数（由元素种类决定，如 C 1s 的 k≈0.5 eV/e⁻，Ce 3d 的 k≈0.3 eV/e⁻）。
Zn-CeO2Ce 3d而光照后，Ce 3d 结合能向高值偏移（ΔE≈0.2 eV），C 1s 结合能向低值偏移（ΔEb≈0.18 eV），根据公式 ΔE= k·Δn。
5Zn-CeO₂/g-C₃N₄该技术可在纳米尺度量化材料表面电势与自建电场，为S-型异质结界面特性分析提供支撑。
通过探针与样品表面的静电力平衡计算表面电势（φ），表面电势变化直接反映载流子迁移状态计算（d为异质结界面厚度），-1。
计算得EIEF=23 mV/5 nm=4.6 V·μm，符合S-型异质结自建电场强度特征图：10% SS/TaTp 在黑暗（a）与 420 nm 光照射（b）下的 KPFM 电势图像、相应表面电势分布（c、e、f），TaTp、SS 及 10% SS/TaTp 的电荷密度（d），表面电荷密度（g）、样品 IEF 强度（h）及 S 型异质结电荷转移途径（i）（经许可复制）。DOI：10.1016/j.apsusc.2025.162489
自由基捕获
检测反应体系中自由基种类，间接验证S-型异质结的氧化还原（redox）能力保留特性⁻是反映载流子能量的关键自由基，其生成需满足特定电势条件，对应反应公式为：
O/OH⁻+ h+– O2⁻（E=-0.33 V vs NHE）
2，表明其价带（VB）电势＞+0.81 V、导带（CB）电势＜-0.33 V，即保留了高能载流子，符合S-型异质结特征如图6 BiVO4/WO3异质结的ESR测试显示仅检测到•O2⁻）；
/WO3。
图6BiVO₄/WO₃S-能带匹配、界面调控、缺陷优化是基础，需通过与Mott-Schottky测试是关键，通过引入界面键可显著提升电子转移效率。缺陷优化如图7中型异质结的案例，完美体现了这些策略的应用价值。该异质结通过能带匹配、界面调控和缺陷优化，实现了高效的光催化氮固定，NH₃产率达到2097.3 μmol·g⁻¹·h⁻¹，显著优于单一材料。
图7CoSₓ/ZnS S-另一典型案例是。
层间异质结构筑与剥离，其界面因费米能级差异形成自建电场，驱动载流子按 S-型路径转移如图8展示了该过程的机制，，其体外抗肿瘤效率达到 92.3%，为光催化技术在生物医学领域的应用提供了新方向。
图8S-