Ultra-fast interfacial charge transfer probed using a core-hole clock implementation of resonant inelastic x-ray scattering (RIXS)
Ultra-fast interfacial charge transfer probed using a core-hole clock implementation of resonant inelastic x-ray scattering (RIXS)
批准号:
EP/T004355/1
负责人:
James O'Shea
金额:
$2.67万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Research Grant
财政年份:
2019
资助国家:
英国
项目状态:
已结题
起止时间:
2019 至 --
中文摘要
在分子和它耦合的表面之间的超快速电子转移在光收集装置中起着关键作用,如染料敏化太阳能电池和水分解光电化学电池(图1所示的水分解光阳极模型是一个主要的例子)。探测这些通常发生在低飞秒时间尺度上的电荷转移过程的一种优雅的方法是使用共振光发射(RPES)形式的共振核能级光谱。这种非辐射核空穴衰变技术依赖于监测共振激发电子参与核空穴衰变时发射的光电子。但它们的逃逸深度非常有限,因此该技术只能应用于电荷转移界面在表面的系统。原则上,在核孔衰变过程中发射的光子携带相同的信息。相应的辐射技术被称为共振非弹性x射线散射(RIXS)。本提案的目的是实现一种新的核-空穴时钟实现共振非弹性x射线散射(RIXS),以探测电子从染料分子的特定未占据分子轨道转移到其吸附表面的导带。使用这种方法,我们应该能够以与共振光发射(RPES)相同的方式在核孔寿命(几飞秒)的时间尺度上探测电荷转移动力学,只是这里我们使用的是光子进光子出技术。这种方法是在现实系统中探测超快速电荷转移的一种非常有前途的途径,在现实系统中,分子器件(如太阳能电池)的电荷转移界面通常被传输层或电解质所掩埋。本海外旅行资助提案中描述的一系列同步加速器实验旨在获得RPES和RIXS的核孔时钟实现的最终协调数据,以及后者在埋藏电荷转移界面中的应用。
英文摘要
Ultra-fast electron transfer between a molecule and a surface to which it is coupled plays a key role in light-harvesting devices such as dye-sensitised solar cells and water-splitting photoelectrochemical cells (the model water splitting photoanode shown in figure 1 being a prime example). An elegant way to probe these charge transfer processes, which typically happen on the low femtosecond timescale is the use of resonant core-level spectroscopy in the form of resonant photoemission (RPES). This non-radiative core-hole decay technique relies on monitoring the photoelectrons emitted when a resonantly excited electron participates in the core-hole decay. But these have a very limited escape depth so the technique can only be applied to systems where the charge transfer interface is the surface. In principle, the photons emitted during core-hole decay carry the same information. The corresponding radiative technique is known as resonant inelastic x-ray scattering (RIXS).The aim of this proposal is to realise a novel core-hole clock implementation of resonant inelastic x-ray scattering (RIXS) to probe the electron transfer from specific unoccupied molecular orbitals of a dye molecule into the conduction band of a surface to which it is adsorbed. Using this method we should be able to probe charge transfer dynamics on the timescale of the core-hole lifetime (a few femtoseconds) in the same way as resonant photoemission (RPES), only here we are using a photons-in, photons-out technique. This approach is a very promising route to probing ultra-fast charge transfer in realistic systems where the charge transfer interface of molecular devices such as solar cells are typically buried by a transport layer or electrolyte. The series of synchrotron experiments described in this overseas travel grant proposal aim to obtain the data for a definitive reconciliation of the core-hole clock implementations of both RPES and RIXS, and the application of the latter to a buried charge transfer interface.
期刊论文(6)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
登录
查看更多内容
DOI:
10.1016/j.susc.2023.122323
发表时间:
2023-05
期刊:
Surface Science
影响因子:
1.9
作者:
[Nouf Alharbi;Jack Hart;James N. O'Shea]
通讯作者:
Nouf Alharbi;Jack Hart;James N. O'Shea
A soft x-ray probe of a titania photoelectrode sensitized with a triphenylamine dye.
用三苯胺染料敏化的二氧化钛光电极的软 X 射线探针。
DOI:
10.1063/5.0050531
发表时间:
2021
期刊:
The Journal of chemical physics
影响因子:
--
作者:
[Temperton RH]
通讯作者:
Temperton RH
Ultra-fast charge transfer between fullerenes and a gold surface, as prepared by electrospray deposition
通过电喷雾沉积制备的富勒烯和金表面之间的超快电荷转移
DOI:
10.1016/j.cplett.2020.137309
发表时间:
2020
期刊:
Chemical Physics Letters
影响因子:
2.8
作者:
[Temperton R]
通讯作者:
Temperton R
Resonant inelastic X-ray scattering of a Ru photosensitizer: Insights from individual ligands to the electronic structure of the complete molecule.
Ru 光敏剂的共振非弹性 X 射线散射:从单个配体到整个分子的电子结构的见解。
DOI:
10.1063/1.5114692
发表时间:
2019
期刊:
The Journal of chemical physics
影响因子:
--
作者:
[Temperton RH]
通讯作者:
Temperton RH
国内基金
海外基金
登录
查看更多内容
FAST核心阵混合口径组阵及干涉成像关键技术研究
-
批准号:12573098
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:53.00万元
-
批准年份:2025
-
负责人:刘彬
-
依托单位:
FAST巡天与银河画卷选区内氢原子与氢分子的丰度比研究
-
批准号:12563004
-
项目类别:地区科学基金项目
-
资助金额:31.00万元
-
批准年份:2025
-
负责人:王晨
-
依托单位:
依托LAMOST和FAST的银河系及近邻宇宙研究
-
批准号:12588202
-
项目类别:卓越研究群体项目-延续资助
-
资助金额:6000.00万元
-
批准年份:2025
-
负责人:赵刚
-
依托单位:
快速射电暴的物理起源与FAST的观测检验
-
批准号:12403058
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30.00万元
-
批准年份:2024
-
负责人:王维扬
-
依托单位:
研究FAST高精度脉冲星测时中的噪声过程
-
批准号:12403093
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30.00万元
-
批准年份:2024
-
负责人:胥恒
-
依托单位:
基于FAST观测研究银河系原子氢气体演化
-
批准号:12473023
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:52.00万元
-
批准年份:2024
-
负责人:汤宁宇
-
依托单位:
基于FAST接收的双站SAR对月永久阴影区探测成像方法研究
-
批准号:62403447
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30.00万元
-
批准年份:2024
-
负责人:段霁桐
-
依托单位:
基于FAST搜寻及观测的脉冲星多波段辐射机制研究
-
批准号:12403046
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30.00万元
-
批准年份:2024
-
负责人:尚伦华
-
依托单位:
利用FAST观测检验快速射电暴的中子星模型
-
批准号:12403059
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:30.00万元
-
批准年份:2024
-
负责人:周德江
-
依托单位:
FAST连续观测数据处理的pipeline开发
-
批准号:
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:--
-
批准年份:2024
-
负责人:
-
依托单位: