Nanotechnologia

Zespół naukowców z Berkeley Lab’s Advanced Light Source (ALS) zbadał fotoindukowany transfer elektronów pomiędzy nanocząstkami złota (Au) a podłożem TiO2 za pomocą pikosekundowej czasowo-rozdzielczej rentgenowskiej spektroskopii fotoemisyjnej (TRXPS). Wszystko po to, by ujawnić mechanizm leżący u podstaw ogniw fotoelektrochemicznych (PEC). Ogniwa PEC mają duże znaczenie w produkcji paliw słonecznych jako jednej z alternatywnych dla paliw kopalnych metod wytwarzania energii odnawialnej. Eksperymenty te zostały również wyróżnione w Berkley Lab News: https://newscenter.lbl.gov/2020/09/30/capture-electrons-harvesting-light/.

Pomiary zostały przeprowadzone na linii Beamline 11.0.2 w Advanced Light Source. Do zainicjowania transferu ładunku na granicy faz pomiędzy nanocząstkami Au a podłożem TiO2 w badaniach wykorzystano pikosekundową wiązkę laserową. Celem zbadania procesu przeniesienia ładunku zastosowano pikosekundowe impulsy rentgenowskie o różnych energiach. Wiązka promieniowania rentgenowskiego była zsynchronizowana czasowo i nakładała się przestrzennie na wiązkę laserową. Emitowane elektrony były badane za pomocą hemisferycznego analizatora elektronów PHOIBOS 150 NAP wyposażonego w dwuwymiarowy detektor linii opóźniającej (2D-DLD), który pozwolił na szybką detekcję emitowanych fotoelektronów. Poprzez zmianę opóźnienia czasowego pomiędzy impulsem pompującym a sondą, można było uzyskać wgląd w ewolucję procesu przeniesienia ładunku

Badania te zostały opublikowane w Journal of Physical Chemistry Letters: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jpclett.0c00825

Źródło artykułu

Źródło zdjęcia: SPECS GmbH