비록 p–n 이종접합이 태양전지 및 에너지 변환 소자의 핵심 구성요소이긴 하지만, 계면 결함으로 인한 내부 전기장 손실이 p–n 산화물 이종접합 광전극을 이용한 광전기화학적 특성 연구를 방해하고 있다. 구조적 결함으로 인한 전압 손실 없이 내부 전기장을 정밀하게 제어할 수 있는 이상적인 기반을 마련하려면, 뚜렷한 계면을 갖는 고품질 p–n 산화물 이종접합을 달성해야 한다. 본 연구에서는 펄스 레이저 증착법을 이용하여 (110) n‐TiO2 단결정 기판 위에 (211) 방향성이 매우 우수한 p‐CuBi2O4 박막을, 예리한 계면을 갖도록 제작하였다. (211) CuBi2O4와 (110) Nb:TiO2 사이의 예리한 이종계면은 높이 0.46 eV의 슈트키 장벽(Schottky barrier)을 형성하게 하였다. 이러한 슈트키 장벽은 공간전하영역이 형성된, 뚜렷한 바이어스 의존적 밴드 구조 변환에 기인하여 양기능(바이퍼셔널) 반응을 유도할 수 있음을 시사한다. CuBi2O4/Nb:TiO2 이종구조 광전극은 양기능(양극/음극) 광전기화학적 특성을 보였으며, 1.23 및 0 V RHE에서 각각 47 및 −77 µA cm −2를 나타냈다. 이러한 결과는 고급 양기능 에너지 변환 기술을 위한 고품질 p–n 이종접합 광전극 개발에 유용한 통찰을 제공한다.

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