功能定制异质结构：用于增强半导体表面增强拉曼散射性能，并作为多功能平台的应用

《ACS Nano》：Function-Customized Heterostructure for Boosting Semiconductor Surface-Enhanced Raman Scattering and Serving as a Multifunctional Platform

构建了0D/2D TiO?/Ti?C?Xene异质结，通过热电子激发和高效载流子分离实现SERS基质性能突破，其增强因子达5.57×10?（当前半导体基底最高灵敏度），电荷转移机制与异质结界面协同作用显著。该材料兼具环境PPCP污染物监测与光催化降解功能，为开发高灵敏度半导体SERS基质及多功能平台提供新思路。

　　

构建功能定制的半导体异质结构是开发非贵金属表面增强拉曼散射（SERS）基底的有效策略，同时也为开发特定多功能平台提供了潜在机会。本文成功制备了一种0D/2D TiO₂/Ti₃C₂ MXene异质结，该异质结具有热电子激发特性和高效的载流子分离能力，从而显著提升了半导体材料的SERS性能。该SERS基底的增强因子高达5.57 × 10⁹，目前属于半导体基底中的最高灵敏度水平。理论计算和实验结果揭示了电荷转移机制对SERS增强的贡献。Ti₃C₂中的热电子激发作用以及界面异质结构带来的高效载流子分离效应共同促成了这一显著的SERS增强效果。值得注意的是，TiO₂/Ti₃C₂基底不仅可以作为监测实际环境中PPCP污染物（药品和个人护理产品）的传感平台，还可用于这些污染物的光催化降解。这项工作为开发超灵敏半导体SERS基底提供了思路和方向，也为开发特定多功能平台提供了指导，从而进一步推动了SERS技术在其自身领域及其他领域的实际应用。