Ultra-fast interfacial charge transfer probed using a core-hole clock implementation of resonant inelastic x-ray scattering (RIXS)

使用共振非弹性 X 射线散射 (RIXS) 的芯孔时钟实现探测超快界面电荷转移

基本信息

  • 批准号:
    EP/T004355/1
  • 负责人:
  • 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
  • 起止时间:
    2019 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

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.
分子与其耦合表面之间的超快电子转移在染料敏化太阳能电池和水分解光电化学电池(图 1 中所示的模型水分解光阳极)等光捕获装置中发挥着关键作用。主要例子)。探测这些电荷转移过程(通常发生在低飞秒时间尺度)的一种优雅方法是使用共振光电子发射(RPES)形式的共振核心级光谱。这种非辐射核空穴衰变技术依赖于监测当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为表面的系统。原则上,芯空穴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)。该提案的目的是实现共振非弹性 X 射线散射 (RIXS) 的新型芯孔时钟实现,以探测来自特定未占据原子的电子转移。染料分子的分子轨道进入其吸附的表面的导带。使用这种方法,我们应该能够以与共振光电子发射(RPES)相同的方式在芯空穴寿命的时间尺度(几飞秒)上探测电荷转移动力学,只是在这里我们使用光子输入,光子输出技术。这种方法是探测现实系统中超快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(例如太阳能电池)的电荷转移界面通常被传输层或电解质掩埋。该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取数据,以最终协调 RPES 和 RIXS 的核心空穴时钟实现,以及后者在埋藏电荷传输接口中的应用。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The adsorption and XPS of triphenylamine-based organic dye molecules on rutile TiO2(110) prepared by UHV-compatible electrospray deposition
  • DOI:
    10.1016/j.susc.2023.122323
  • 发表时间:
    2023-05
  • 期刊:
  • 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。
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。
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:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Temperton R
  • 通讯作者:
    Temperton R
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

James O'Shea其他文献

James O'Shea的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

基于FAST的射电脉冲星搜索和候选识别的深度学习方法研究
  • 批准号:
    12373107
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于神经网络的FAST馈源融合测量算法研究
  • 批准号:
    12363010
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    31 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于FAST观测的重复快速射电暴的统计和演化研究
  • 批准号:
    12303042
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
保障和提升FAST主动反射面性能的关键力学问题研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于FAST和SKA先导阵搜索高银纬脉冲星并研究其垂直银盘分布
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Elucidation of Surface Dynamics of Adsorbed Molecules by Fast IV Measurements of Single Molecule Junctions
通过单分子结的快速 IV 测量阐明吸附分子的表面动力学
  • 批准号:
    19J21186
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.67万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Enabling fast and efficient nonaqueous ion (co-)intercalation for high energy density charge storage via systematic interfacial design
通过系统化的界面设计实现快速高效的非水离子(共)嵌入以实现高能量密度电荷存储
  • 批准号:
    1905803
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 2.67万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Clarifying physical mechanism of a very fast current-induced domain wall motion at low current density in RE-TM nanowire attributed to spin orbital torque.
阐明了 RE-TM 纳米线中低电流密度下极快的电流诱导畴壁运动归因于自旋轨道扭矩的物理机制。
  • 批准号:
    18K14128
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.67万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Materials Approaches for Understanding Biological Energy Transduction and Bifurcation
理解生物能量转换和分叉的材料方法
  • 批准号:
    9611832
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 2.67万
  • 项目类别:
Development of crystallization process using fast gas dissolution from a microbubble
利用微泡快速气体溶解开发结晶工艺
  • 批准号:
    15K18266
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 2.67万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了