Studying Molecular Rearrangement of P1 Dye at a Passivating Alumina Surface Using Vibrational Sum‐Frequency Generation Spectroscopy: Effect of Atomic‐Level Roughness

Abstract

The effect of roughness and thickness of alumina layers, mimicking the passivation layer commonly used in dye‐sensitized photoelectrodes, on the molecular adsorption of P1 dye, 4‐(bi(4‐(2,2‐dicyano‐vinyl)‐thiophene‐2‐yl]‐phenyl]‐aminobenzoic acid) has been studied using surface‐sensitive vibrational sum frequency generation(VSFG) spectroscopy. The VSFG spectra reveal the formation of poorly ordered dye layers on relatively rough surfaces where XPS measures a higher dye loading. Furthermore, these poorly ordered dye molecules are responsible for the generation of trapped electronic states as probed by successive photoluminescence (PL) measurements. Surface sensitive VSFG spectroscopy in combination with XPS and PL measurements provide complementary spectral information on ordering of the adsorbed dyes, their density on the surface and electronic states of the adsorbed monolayer which are prerequisite for improving our understanding of molecularly functionalized photoelectrodes and their further development.

Ladungstransferdynamiken in organisch–anorganischen hybriden Heterostrukturen – Einblicke mithilfe von Summenfrequenzspektroskopie

“…Eine kürzlich durchgeführte Studie befasste sich mit dem komplexen Zusammenspiel zwischen molekularen Ordnungs-/Geometrieänderungen und elektronischen Eigenschaften einer Modellgrenzfläche zwischen einem Farbstoff und einem Metall. [43] Im Allgemeinen stellen die molekularen Abmessungen der funktionsbestimmenden Grenzfläche eine große Herausforderung bei der Untersuchung solcher Ladungsakkumulationseffekte dar. Die Empfindlichkeit der SFS gegenüber Grenzflächen macht die Methode jedoch vielversprechend für die Charakterisierung von Veränderungen der Molekülstruktur und -orientierung, die durch elektrische Felder induziert werden und ist sogar in-operando möglich.…”

“…B. auf die Stabilität des Bauteils und die Schwellenspannung aus. Eine kürzlich durchgeführte Studie befasste sich mit dem komplexen Zusammenspiel zwischen molekularen Ordnungs‐/Geometrieänderungen und elektronischen Eigenschaften einer Modellgrenzfläche zwischen einem Farbstoff und einem Metall [43] . Im Allgemeinen stellen die molekularen Abmessungen der funktionsbestimmenden Grenzfläche eine große Herausforderung bei der Untersuchung solcher Ladungsakkumulationseffekte dar.…”