碳点增强杂化纳米结构中的电荷转移机制及其表面增强拉曼散射应用

《Advanced Optical Materials》：Carbon Dot-Enhanced Charge Transfer in Surface-Enhanced Raman Scattering Active Hybrid Systems

本研究针对杂化纳米界面电荷转移机制不明确的问题，由研究人员通过结合表面增强拉曼散射（SERS）与光谱技术，揭示了碳点（CDs）介导的电荷转移如何增强金纳米颗粒（AuNPs）上硫醇化苯甲酸分子（TBM）的SERS信号。实验发现CDs类型与TBM电子基团共同调控电荷转移效率，为纳米电子界面设计提供了新策略。

　　

电荷转移是杂化纳米结构界面中的关键现象。碳点（Carbon dots, CDs）因其能级可调的特性，能够与其他材料形成良好的能带对齐，从而展现出显著的电荷转移能力。本研究通过表面增强拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS）结合其他光谱技术，深入揭示了碳点介导的电荷转移如何增强与金纳米粒子（Gold nanoparticles, AuNPs）结合的硫醇化苯甲酸分子（Thiolated Benzoic Acid Molecules, TBM）的SERS信号。实验采用两种不同光学性质的碳点，波长依赖的SERS谱图表明杂化纳米复合材料中存在电荷转移过程，该结论进一步得到碳点荧光淬灭现象和平均荧光寿命变化的证实。研究还发现SERS强度与碳点类型及TBM分子结构相关：带有吸电子基团的TBM分子通过电荷转移有效提升了SERS信号。该工作明确了电荷转移在调控AuNP与碳点间捕获分子光学性质中的作用，这种"三明治"结构为杂化纳米体系的电子界面表征开辟了新途径。