Unraveling the Effect of Stacking Configurations on Charge Transfer in WS2 and Organic Semiconductor Heterojunctions

堆积 异质结 半导体 有机半导体 电荷(物理) 材料科学 传输(计算) 光电子学 纳米技术 化学物理 化学 物理 计算机科学 量子力学 有机化学 并行计算
作者
Shuchen Zhang,Dewei Sun,Jiaonan Sun,Ke Ma,Zitang Wei,Jee Yung Park,Aidan H. Coffey,Chenhui Zhu,Letian Dou,Libai Huang
标识
DOI:10.1021/prechem.3c00057
摘要

Photoinduced interfacial charge transfer plays a critical role in energy conversion involving van der Waals (vdW) heterostructures constructed of inorganic nanostructures and organic materials. However, the effect of molecular stacking configurations on charge transfer dynamics is less understood. In this study, we demonstrated the tunability of interfacial charge separation in a type-II heterojunction between monolayer (ML) WS2 and an organic semiconducting molecule [2-(3″′,4′-dimethyl-[2,2′:5′,2′:5″,2″′-quaterthiophen]-5-yl)ethan-1-ammonium halide (4Tm)] by rational design of relative stacking configurations. The assembly between ML-WS2 and the 4Tm molecule forms a face-to-face stacking when 4Tm molecules are in a self-aggregation state. In contrast, a face-to-edge stacking is observed when 4Tm molecule is incorporated into a 2D organic–inorganic hybrid perovskite lattice. The face-to-face stacking was proved to be more favorable for hole transfer from WS2 to 4Tm and led to interlayer excitons (IEs) emission. Transient absorption measurements show that the hole transfer occurs on a time scale of 150 fs. On the other hand, the face-to-edge stacking resulted in much slower hole transfer without formation of IEs. This inefficient hole transfer occurs on a similar time scale as A exciton recombination in WS2, leading to the formation of negative trions. These investigations offer important fundamental insights into the charge transfer processes at organic–inorganic interfaces.

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
bjglp发布了新的文献求助10
刚刚
石会发发布了新的文献求助10
1秒前
小苔藓发布了新的文献求助10
1秒前
Lucas应助yiduo采纳,获得200
1秒前
脑洞疼应助合适忆灵采纳,获得10
2秒前
leoan完成签到,获得积分0
2秒前
Hello应助yiduo采纳,获得10
2秒前
molihuakai应助kkkong采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.1应助yiduo采纳,获得10
2秒前
完美世界应助yiduo采纳,获得30
2秒前
充电宝应助yiduo采纳,获得10
2秒前
酷波er应助yiduo采纳,获得30
2秒前
在水一方应助yiduo采纳,获得10
2秒前
2秒前
科研通AI6.1应助yiduo采纳,获得10
2秒前
卷卷发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.2应助yiduo采纳,获得10
3秒前
3秒前
萨满汪汪完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
何佳泽完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
CodeCraft应助花花采纳,获得10
4秒前
5秒前
tao发布了新的文献求助10
5秒前
NexusExplorer应助范莉采纳,获得10
6秒前
6秒前
何佳泽发布了新的文献求助10
7秒前
wrufhg完成签到,获得积分10
7秒前
neurospine完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Akim应助sakiko采纳,获得10
8秒前
fanzi发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
珞珈完成签到,获得积分20
9秒前
脑洞疼应助早点休息采纳,获得10
9秒前
Eric完成签到,获得积分10
9秒前
charlesliu116完成签到,获得积分10
9秒前
高贵南风发布了新的文献求助10
9秒前
NexusExplorer应助勤劳樱采纳,获得10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6521186
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8314345
关于积分的说明 17785394
捐赠科研通 5623444
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2927589
邀请新用户注册赠送积分活动 1904375
关于科研通互助平台的介绍 1764542