Long-lived photoexcitation probed by photo-induced enhanced Raman spectroscopy: unveiling charge dynamics in Ag–TiO2 nano-heterojunctions

光激发 拉曼光谱 异质结 纳米- 电荷(物理) 光谱学 化学物理 动力学(音乐) 材料科学 光电子学 纳米技术 化学 分子物理学 原子物理学 物理 光学 激发态 量子力学 复合材料 声学
作者
Łukasz Pięta,Aneta Kisielewska,Adrian Warzybok,Ireneusz Piwoński,Kamilla Małek
出处
期刊:Scientific Reports [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1) 被引量:3
标识
DOI:10.1038/s41598-025-89110-0
摘要

This work explores Photo-Induced Enhanced Raman Spectroscopy (PIERS) as a tool to investigate charge carrier dynamics in nanometer-thick Ag-TiO2 heterojunctions with a Schottky barrier. Due to the light-induced charge transfer process at the semiconductor-metal interface, PIERS provides a significant signal enhancement over traditional Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS). In turn, a remarkably stable PIERS signal lasting over 10 days after UVC light illumination cannot be explained exclusively by the presence and the lifetime of the induced oxygen vacancies, so other features of the Ag-TiO2 heterojunction must be responsible for this effect. Time-resolved Raman spectroscopy, photoluminescence (PL), UV-Vis, XPS, and I-V characterization were used to explore charge migration mechanisms further to prove PIERS applicability. While PL showed rapid healing of oxygen vacancies, the correlation of the PIERS signal with changes in the Schottky barrier height and relative changes in the electron density under various lighting conditions indicates that both Hot Electron Injection (HEI) and Plasmon-Induced Resonance Energy Transfer (PIRET) are responsible for the Raman signal changes over time. We showed that both phenomena can be probed by in situ PIERS spectroscopy. This proof-of-principle paves the way for developing more advanced photoactive semiconductor-metal composites suitable for energy conversion or storage, as well as SERS and PIERS analytics.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
无心的太阳完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
刘哈哈发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
2秒前
奇奇苗苗完成签到,获得积分10
3秒前
blangel发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
壮壮完成签到 ,获得积分10
4秒前
1733完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
ICEY发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
咸菜发布了新的文献求助10
6秒前
浮生如梦完成签到,获得积分10
6秒前
夏夏发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
dailj发布了新的文献求助10
8秒前
牧葇发布了新的文献求助20
10秒前
zz菠萝包发布了新的文献求助10
10秒前
小王完成签到,获得积分10
10秒前
SmileLin发布了新的文献求助10
10秒前
研究麦当当完成签到,获得积分10
11秒前
林昊完成签到,获得积分20
13秒前
13秒前
Yikepp完成签到,获得积分10
13秒前
陈小小完成签到,获得积分10
14秒前
YUBOYAN完成签到 ,获得积分10
14秒前
蕉太狼发布了新的文献求助10
14秒前
起什么好呢完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
Nature完成签到,获得积分10
16秒前
xxl完成签到 ,获得积分10
17秒前
顺心寄容完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
19秒前
科研通AI6.2应助风清扬采纳,获得10
21秒前
Chopin发布了新的文献求助10
22秒前
沐雨完成签到 ,获得积分10
23秒前
高分求助中
Psychopathic Traits and Quality of Prison Life 1000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 660
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6451706
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8263440
关于积分的说明 17608260
捐赠科研通 5516344
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2903718
邀请新用户注册赠送积分活动 1880647
关于科研通互助平台的介绍 1722664