光励起金ナノ構造におけるホットキャリア動力学:バンド間励起の役割とバリスティック輸送の証拠【JST・京大機械翻訳】

Tagliabue Giulia; Jermyn Adam S; Sundararaman Ravishankar; Welch Alex J; DuChene Joseph S; Davoyan Artur R; Narang Prineha; Atwater Harry A

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202211445997191 整理番号：21P0004823

光励起金ナノ構造におけるホットキャリア動力学:バンド間励起の役割とバリスティック輸送の証拠【JST・京大機械翻訳】

Hot Carrier Dynamics in Photoexcited Gold Nanostructures: Role of Interband Excitations and Evidence for Ballistic Transport

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発行年： 2017年08月07日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2017年08月07日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

金属ナノ構造における短寿命光励起電子正孔対は,光捕集,光検出および光触媒のための非熱的機構の制御を可能にする,オプトエレクトロニクスの新しい相を定義する可能性を有する。しかし,今日まで,これらの光励起キャリアの時空間動力学と輸送は,定性的に特性化されてきた。プラズモン励起は,非熱的ホットキャリアを生成するための効率的な機構として広く見なされてきた。多くの実験にもかかわらず,ホットキャリア発生,輸送,および注入の完全な動力学を解明し,定量化する決定的な証拠が報告されていない。ここでは,結合第一原理電子構造理論およびBoltzmann輸送計算による実験的測定を組合せて,光励起金(Au)-ガリウムニトリド(GaN)ナノ構造における熱キャリアの内部量子効率および内部物理学への前例のない洞察を与えた。結果は,20nm厚さのAuナノ構造で生成された光励起電子が,Au-GaN界面に弾道的に衝突することを示した。この発見は熱キャリアのエネルギーが熱化による実質的な損失なしに金属ナノ構造から利用できることを示唆する。測定と計算は,プラズモンナノアンテナのバンド間閾値以上のエネルギーでのホットキャリア発生における金属バンド構造の重要な役割を明らかにした。まとめると,著者らの結果は,現実的にスケールした金属ナノ構造における励起キャリア動力学の理解を前進させ,弾道領域で動作する新しいオプトエレクトロニックデバイスの設計のための基礎を築く。【JST・京大機械翻訳】

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固体プラズマ , 半導体と絶縁体の電気伝導一般

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