Electric Field-Induced Enhanced Raman Spectroscopy Sensor and Photocatalysis with Thermoelectric–Plasmonic Metal Nanocomposites

光催化 拉曼光谱 等离子体子 材料科学 热电效应 纳米复合材料 电场 光电子学 纳米技术 光谱学 金属 光学 化学 冶金 催化作用 物理 热力学 量子力学 生物化学
作者
Si Qiu,Yang Wu,Zhen Li,Mingrui Shao,Jibing Tan,Baoqiang Du,Chao Zhang,Zhongbin Pan,Chonghui Li,Xiaofei Zhao
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:15 (42): 10457-10464 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.4c01870
摘要

Electric field-induced surface-enhanced Raman scattering (E-SERS) substrates have been proven to further enhance the attained Raman intensity. Herein, integrated with plasmonic Ag nanoparticles (Ag NPs), the thermoelectric Bi2Te3 plate as an E-SERS substrate decreased the limit of detection by 2 orders of magnitude and increased the SERS signal by >20 times compared to those without electrical field induction. The thermoelectric potential produced by the Bi2Te3 plate could modulate the electron density and subsequently change the Fermi level of Ag. This increases the resonant electron transition probability using a broad range of molecules. The plasmon-activated catalytic reactions of the interconversion between p-nitrothiophenol and p,p′-dimercaptoazobenzene could be controlled through the E-SERS template. On the basis of the finite element method, explicit theoretical analysis indicated that the Ag NP–Bi2Te3–molecule charge transfer could improve our understanding of the SERS and photocatalytic mechanism.
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