Integration of promising piezoelectric and photocatalytic properties in Janus In$XY$ ($X$ = S, Se, Te; $Y$ = Cl, Br, I) monolayers and their heterojunctions
本研究通过第一性原理计算发现Janus InXY单层具有优异压电性和光催化性，并构建InSI/InSeBr异质结实现高效Z型水分解。
2025-09-12 cond-mat.mtrl-sci
TiO2 nanotubes with laterally spaced ordering enable optimized hierarchical structures with significantly enhanced photocatalytic H2 generation
在目前的工作中，我们生长自组织的二氧化钛纳米管阵列与一个定义和控制的规则间距之间的个别纳米管。这些限定的管间间隙允许构建分层的1D分支结构，使用各个管的逐层纳米颗粒TiO 2装饰保形地涂覆在纳米管壁上，即不仅对TiO 2纳米管主体结构具有高度控制，而且对收获层也具有高度控制。在优化管间间距后，我们建立了主客体阵列，与传统的TiO2纳米管或传统的TiO2纳米颗粒层的任何布置相比，其在光催化H2生成中表现出显著增强的性能。我们表明这种有益的效果是由于增加的大表面积（主要由纳米颗粒层提供）与钝化的1D纳米管内的收获电荷的快速传输的组合。我们预计，这种类型的分层结构的基础上，具有可调间距的TiO 2纳米管将找到更广泛的应用，因为它们提供了一个前所未有的可控组合的表面积和载流子输运。
2016-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Rational Design Heterobilayers Photocatalysts for Efficient Water Splitting Based on 2D Transition-Metal Dichalcogenide and Their Janus
本研究通过DFT计算筛选20种Janus TMDC异质双层，设计直接Z型光催化剂，利用固有偶极与界面电场协同，优化载流子迁移率，实现高效水分解。
2025-01-21 cond-mat.mtrl-sci
SeWS/bilayer-SiC heterojunction: An S-scheme photocatalyst with high visible-light absorption, excellent carrier mobility and adjustable band gap
本文通过第一性原理计算系统研究了WSSe/SiC异质结，发现SeWS/双层SiC构型具有直接带隙、高可见光吸收系数、优异的各向异性空穴迁移率以及S型电荷转移机制，析氢效率达22.15%，并展示了通过电场和应变调控带隙的能力。
2025-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Efficient photocatalytic CO2 Reduction to C2+ Products with Pt1-xPdxSn4 Dirac Nodal Arc Semimetal
Sun Yat-sen University（中山大学）；Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences（中国科学院金属研究所材料科学国家实验室）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
通过Pt掺杂优化PdSn4狄拉克半金属电子结构，实现高效二氧化碳还原为C2+产物，提升产物选择性和载流子迁移率。
2026-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Anion order and spontaneous polarization in LaTiO\textsubscript{2}N oxynitride thin films
钙钛矿型氧氮化物LaTiO \textsubscript{2} N是一种很有前途的可见光光催化分解水的材料。实现这种材料和类似材料的更高效率的障碍之一源于电荷载流子复合，其可以被极性材料中的内置电场抑制。在本研究中，我们利用密度泛函理论研究了外延应变LaTiO \textsubscript{2} N薄膜的自发极化。研究了外延应变对负离子有序度、面外极化、极化反转能垒和相应矫顽场的影响。我们发现，当压应变大于4%时，晶体中稳定的阴离子有序沿面外方向是极性的，并且具有与其它可开关铁电体相当的矫顽场.我们的结果表明，应变LaTiO \textsubscript{2} N确实可以抑制载流子复合并导致光催化活性增强。
2017-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Metal-free heteroatom doping of carbon nitride for enhanced photocatalytic hydrogen peroxide production
University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克地区大学）；BCMaterials, Basque Center for Materials, Applications and Nanostructures（BC材料中心，巴斯克材料、应用与纳米结构中心）；Institute of Low Temperature and Structural Research PAS（波兰科学院低温结构研究所）；Graphene Energy Ltd.（石墨烯能源有限公司）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）；Physics Centre of Minho and Porto Universities (CF-UM-UP) and Laboratory of Physics for Materials and Emergent Technologies (LapMET), University of Minho（米尼奥和波尔图大学物理中心及米尼奥大学材料与新兴技术物理实验室）
本研究探讨了无金属异质原子掺杂对石墨碳氮材料结构、电子和光催化性能的影响，发现掺杂后材料性能显著提升，其中硫掺杂材料表现出最高的过氧化氢生成速率和量子产率。
2026-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric engineering of hot carrier generation by quantized plasmons in embedded silver nanoparticles
了解和控制等离子体激元诱导的热载流子的性质是迈向下一代光伏和光催化器件的关键一步。在这里，我们发现了一条路线，工程热载流子生成率的银纳米粒子设计嵌入在介电基质材料。扩展我们最近建立的量子力学方法来描述量子化等离子体的衰变成热载流子，我们捕获的纳米粒子环境和银d-电子通过有效的电子-电子相互作用的内部屏蔽的外部屏蔽。我们发现，热载流子的产生可以最大限度地通过工程的介电主体材料，使局部表面等离子体激元的能量与最高值的纳米粒子联合态密度相一致。这使我们能够揭示一条控制载流子能量和产生量的途径，例如通过嵌入强屏蔽环境中获得大量相对低能量的载流子。
2021-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Suppression of phonon-mediated hot carrier relaxation in type-II InAs/AlAs$_{x}$Sb$_{1-x}$ quantum wells: a practical route to hot carrier solar cells
研究了InAs/AlAs $_{x}$ Sb $_{1-x}$量子阱作为热载流子太阳电池的潜力。连续波功率和温度相关的光致发光表明在占主导地位的热载流子弛豫过程中的过渡，从传统的声子介导的载流子弛豫低于90 K的制度，其中抑制辐射复合占主导地位的热载流子弛豫在升高的温度。在低于90 K的温度下，光致发光测量与I型量子阱表现出与合金/界面波动相关的空穴定位是一致的。在升高的温度下，空穴离域揭示了真正的II型能带排列;其中观察到由于载流子的空间分离而导致的受抑制的辐射复合主导热载流子弛豫。声子介导的弛豫的这种去耦导致在较高温度下甚至在较低的激发功率下的稳健的热载流子。这些结果表明，II型量子阱提供了潜在的实际热载流子系统。
2015-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Templated Dewetting-Alloying of NiCu Bilayers on TiO$_2$ Nanotubes Enables Efficient Noble Metal-Free Photocatalytic $H_2$ Evolution
在原始TiO $_2$上的光催化$H_2$析出反应的特征在于由于载流子的捕获和复合以及由于电子转移的缓慢动力学而导致的低效率。贵金属（主要是Pt、Pd、Au）纳米颗粒通常作为助催化剂修饰在TiO $_2$表面上以达到合理的光催化产率。然而，由于贵金属的高成本，正在开发替代金属助催化剂。在这里，我们介绍了一种方法来制造一个有效的贵金属自由光催化平台的$H_2$演变的基础上合金化NiCu助催化纳米粒子在阳极TiO $_2$纳米管阵列的表面。采用等离子体溅射法在TiO $_2$纳米管表面制备了NiCu双层膜。进行随后的热处理，导致去湿，即，由于表面扩散，Ni和Cu溅射层同时彼此混合并在纳米管表面分裂成NiCu纳米颗粒。该方法允许完全控制合金化纳米颗粒的关键特征，例如它们的组成、功函数和对$H_2$生成的助催化能力。由等量的Ni和Cu组成的去湿合金化的助催化纳米颗粒不仅比纯Ni或Cu纳米颗粒具有更高的反应性，而且还导致$H_2$的生成速率可以与通过TiO $_2$纳米管阵列的常规贵金属（Pt）装饰获得的生成速率相当。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Theoretical study on hot-carrier generation, transport and injection in TiN/TiO$_2$ junction
该研究通过第一性原理计算和蒙特卡洛模拟，预测TiN作为等离子体材料在热载流子产生、输运和注入方面优于Au，并指出TiN/TiO2结具有高注入效率，为热载流子器件发展提供理论指导。
2021-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Towards a single-junction non-concentrator metal halide perovskite hot carrier solar cell: review of current gaps and opportunities in understanding slow hot carrier cooling
Gabriel Man och Partners AB（Gabriel Man 与合作伙伴有限公司）；Man Labs Technologies LLC（Man 实验室科技有限公司）
本文回顾了单结非聚光金属卤化物钙钛矿热点载流子太阳能电池的研究现状，探讨了理解慢速热点载流子冷却的不足及改进方法。
2026-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Hot-Carrier Relaxation in Photoinjected ZnSe
对硒化锌中高激发态光注入载流子的过剩能量耗散进行了理论研究。计算是通过求解载流子和光学声子的数值耦合量子输运方程来进行的，以推导出它们的非平衡温度的演化，称为准温度（或非平衡温度）。结果表明，载流子能量耗散发生在皮秒的时间尺度。
2021-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Material, size and environment dependence of plasmon-induced hot carriers in metallic nanoparticles
利用纳米材料中局部表面等离子体激元衰变产生的热电子和空穴，最近导致了用于光电子学、光电子学和光电子学的新器件。热载流子的性质是高度可调的，在这项工作中，我们研究了它们对球形金属纳米颗粒的材料，尺寸和环境的依赖性。特别是，我们进行了理论计算的热载流子产生率和能量分布的六种不同的等离子体材料（钠，钾，铝，铜，银和金）。通过费米黄金法则，使用准静态近似的光学性质和球势阱的电子结构的等离子体衰变成热的电子空穴对。我们目前的结果与直径高达40纳米，这是嵌入在不同的电介质中的纳米粒子。我们发现，小纳米粒子的直径为16 nm或更小的介质中具有大的介电常数产生最热的载流子。在不同的材料中，Na、K和Au产生的热载流子最多。我们还研究了热载流子诱导的水裂解，发现简单的金属纳米颗粒是有用的，用于引发析氢反应，而过渡金属纳米颗粒产生的主要是空穴的析氧反应。
2018-02-14 cond-mat.mtrl-sci
First-principles Investigation of CaV$_2$TeO$_8$: A Multifunctional Heteroanionic Oxychalcogenide for Photocatalytic and Thermoelectric Applications
本研究通过第一性原理探究新型异阴离子氧硫族化合物CaV$_2$TeO$_8$的基态、电子、输运及热电性质，证实其兼具光催化析氢潜力与优异热电性能，为能源领域新材料开发提供理论依据。
2025-01-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Plasmon-induced hot carriers from interband and intraband transitions in large noble metal nanoparticles
由金属纳米结构中的局域表面等离子体激元衰变产生的热电子具有改变微电子、光电探测和其他光电应用的潜力。然而，在现实的纳米结构，特别是带间和带内跃迁的相对重要性的热载流子产生的理解，仍然是不完整的。在这里，我们报告的理论预测的热载流子产生率的球形纳米粒子的贵金属银，金和铜的直径可达30纳米从一种新的原子线性标度的方法。随着纳米颗粒尺寸的增加，相对于表面使能的sp带到sp带跃迁，从d带到sp带的带间跃迁的相对重要性增加。我们发现，热空穴产生率的特点是由一个峰值在d带的开始，而相应的峰值的位置在热电子分布可以通过照明频率进行控制。相反，带内跃迁产生热电子，但相对冷的空穴。重要的是，增加环境的介电常数去除了从带间跃迁产生的热载流子，同时增加了从带内跃迁产生的热载流子的数量。从我们的工作中获得的见解使纳米粒子的设计能够通过其材料成分，尺寸和介电环境来实现特定的热载体应用。
2022-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Quantum hot carrier spectra in plasmonic catalysis
Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）；Nankai University（南开大学）；Donostia International Physics Center（多诺西亚国际物理中心）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）
本文通过原子级模拟揭示等离激元催化中热载流子的量子化分布随纳米颗粒尺寸减小而增强，提升氧的振动激发与解离效率，为选择性控制和非热能量转换提供新途径。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Highly efficient BiVO4 single-crystal nanosheets with dual modification: phosphorus doping and selective Ag modification
BiVO 4是一种具有可见光响应的光催化剂，由于其原材料来源丰富、稳定性好、成本低廉，显示出巨大的发展潜力。由于分离电子-空穴对的能力较差，限制了其进一步的应用。事实上，单一组分的改性策略几乎不足以获得高效的光催化性能。在本工作中，P取代了一些V原子从钒含氧阴离子，即P掺杂到V的位置在BiVO 4的主机晶格通过水热路线。同时，Ag作为一种有吸引力的和有效的电子助催化剂，选择性地修饰在BiVO 4纳米片的（010）面，通过简单的光沉积。结果表明，双修饰的BiVO 4片对亚甲基蓝（MB）具有较好的光催化降解性能。详细地说，光催化速率常数（k）为2.285 min-1g-1，这是2.78倍高于原始BiVO 4纳米片。实际上，P掺杂有利于O空位的形成，导致更多的载流子，促进光催化反应。另一方面，金属Ag负载在（010）面上有效地转移了光生电子，从而有助于电子-空穴对的分离。本工作为高效光催化材料的智能设计和可控合成提供了新的思路。
2021-05-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultrafast Hot Carrier Dynamics in GaN and its Impact on the Efficiency Droop
GAN是照明技术的关键材料。然而，GAN发光器件中的核心载流子输运和超快动力学尚未完全理解。我们提出了第一性原理计算的载流子动力学在GAN中，专注于电子-声子（e-ph）散射和冷却和纳米级的热载流子的动力学。我们发现，e-ph散射是显着更快的空穴相比，电子，和热载流子与初始0.5 $-$ 1 eV的过剩能量，空穴需要一个显着更短的时间（$\sim$ 0.1 ps），以放松到带边相比，电子，这需要$\sim$ 1 ps。热载流子动力学中的不对称性被证明是源自于价带简并度，与电子相比空穴的较重有效质量，以及在价带和导带中耦合到不同声子模式的细节。我们发现，热电子的缓慢冷却和它们的弹道平均自由程（超过3 nm）是GAN发光二极管效率下降的一个可能原因。总之，我们的工作揭示了GAN中热载流子的超快动力学和效率下降的纳米级起源。
2017-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of Photoinduced Charge Carriers in Metal-Halide Perovskites
本研究通过TRMCD测量与分析，揭示CsPbBr_3中陷阱捕获主导导致超长载流子寿命，并探讨其在光伏限制及多种替代应用中的潜力。
2024-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic theory of hot carrier relaxation in large plasmonic nanoparticles
本文提出一种原子论方法，通过求解密度矩阵运动方程预测大型Au和Ag纳米颗粒在连续波光照下的热载流子布居，并研究了材料、尺寸、电子温度及弛豫模型的影响。
2023-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced interfacial charge transfer by Z-scheme in defect-mediated ZnO-CdS nano-composite with rGO as a solid-state electron mediator for efficient photocatalytic applications
本文提出氧缺陷介导的Z型电荷分离机制，将Ov-ZnO与CdS耦合并以rGO为电子介体构建三元光催化剂，增强可见光光催化性能与光稳定性，用于高效能量转换和环境应用。
2023-08-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Evidence of Hot Carrier Extraction in Metal Halide Perovskite Solar Cells
该研究在(FA,Cs)Pb(I, Br, Cl)3钙钛矿太阳能电池中证实了热载流子提取，其效应区别于晶格加热，并在高功率下产生非饱和光电流。
2023-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Unified description of thermal and nonthermal hot carriers in plasmonic photocatalysis
本文提出统一框架，定量比较热与非热热载流子对银纳米颗粒上O$_2$解离的影响，揭示非热载流子在低温或高强度下促进解离及速率转变机制。
2025-07-09 cond-mat.mtrl-sci
The growth of 2D crystalline g-C3N4 films and the control of optoelectronic properties
本研究通过化学气相沉积法在ITO衬底上生长高质量二维晶态g-C3N4薄膜，并利用氮空位调控带隙与载流子分离，为光催化器件性能提升提供指导。
2023-06-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultrafast hot carrier relaxation in silicon monitored by phase-resolved transient absorption spectroscopy
采用基于相位分辨瞬态吸收光谱的少周期光脉冲方法，研究了硅（100）中热载流子的弛豫动力学。在低于5 fs的光脉冲激发下，强烈的电子-声子耦合导致了时间常数为10 fs的超快动量弛豫。热载流子的热化发生在150 fs的时间常数上，从Drude模型中提取的碰撞时间的时间演化中可见。我们发现增加的碰撞时间从3 fs的最短的时间尺度与饱和度在约18 fs。此外，热载流子系综的光学有效质量也在超快时间尺度上演化，具有从0.7 $m_e$到约0.125 $m_e$的双指数减小以及4 fs和58 fs的时间常数。电子质量动力学以及动量，能量和碰撞散射时间与前所未有的时间分辨率的信息是重要的所有热载流子光电子器件。
2021-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Carrier Localization in Pnictogen-Based Chalcohalides from Defect-Bound Hot Polarons
University of Oxford（牛津大学）；South China University of Technology（华南理工大学）；Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚研究与高级研究学院）；Helmholtz-Zentrum Dresden – Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；National Taiwan University（台湾大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Harvard University Center for the Environment（哈佛大学环境中心）
本文研究了一维结构BiSBr中缺陷诱导的载流子局域化机制，发现空位通过形成缺陷束缚热极化子导致显著的外禀自陷，揭示了缺陷、晶格耦合与激发态载流子输运之间的相互作用。
2026-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Hot Carrier and Surface Recombination Dynamics in Layered InSe Crystals
层状硒化铟（InSe）是一种范德华固体，已成为一种有前途的材料，用于高性能的太阳能电池。光电参数，如热载流子寿命和表面复合速度，是至关重要的光转换效率，但在很大程度上未开发的In Se。在这里，这些关键的物理性质的层状InSe的测量与飞秒瞬态反射光谱。热载流子冷却过程是通过声子散射发生的。表面复合速度和双极扩散系数提取的泵能量依赖的瞬态反射动力学使用自由载流子扩散模型拟合。提取的表面复合速度是大约一个数量级大于甲基铵碘化铅钙钛矿，这表明表面复合是一个主要来源的InSe中的光生载流子损失。提取的双极扩散系数与先前报道的InSe载流子迁移率的值是一致的。
2019-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Phononic engineering with nanostructures for hot carrier solar cells
热载流子太阳能电池长期以来一直被认为是寻找高效光伏器件的有吸引力的竞争者，但其制造需要解决两个重要的材料挑战：找到具有大幅降低的载流子冷却速率的材料和实现选择性能量接触以提取光生载流子。本文研究了利用吸收体声子工程来降低载流子冷却速率的问题。载体冷却的物理探索和其他作者的实验数据进行了讨论，以评估国家的最先进的纳米结构材料的PV转换的潜力。基于这些纳米结构中的热化并假设所有其他方面都是理想的，初步计算得出，在2500个太阳下的效率为54%，而完全没有热化的效率为54%。声子带隙工程，以进一步减少载流子冷却或降低阈值浓度进行了讨论。
2006-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Fermi surface anisotropy in plasmonic metals increases the potential for efficient hot carrier extraction
实现用于能量转换和光电探测的等离子体热载流子收集的潜力需要新材料，其解决了在金属内的能量弛豫之前提取载流子的瓶颈。利用光学响应和载流子输运性质的第一性原理计算，我们表明，费米速度主要限制在一个或两个方向的定向导体的有效的热载流子收获提出了显着的优势。我们表明，薄膜状导体，PtCoO $_2$和Cr $_2$ AlC的光学响应，类似于二维金属，而线状导体，CoSn和YCo $_3$ B $_2$，类似于一维金属，这可以导致高模式限制和有效的光收集在小尺寸，同时仍然与三维材料具有高载流子密度。在这些材料中，特别是在PtCoO $_2$和CoSn中，载流子寿命和传输距离与贵金属竞争。最重要的是，我们预测，由于平行于金属表面的载流子速度的小分量，从所有这些材料到半导体的载流子注入效率可以超过10%，大大提高了从贵金属到半导体的典型的小于0.1%的注入效率。
2022-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Nonlocal Manipulation of Dimer Motion at Ge(001) Clean Surface via Hot Carriers in the Surface States
利用扫描隧道显微镜在80 K以下研究了Ge（001）表面上电子隧穿悬挂键态引起的拓扑缺陷的非局域一维运动。运动的方向既取决于表面态载流子的能量，也取决于缺陷和隧穿点之间的距离。结果解释使用电子激发模型由热载流子注入到表面状态。运动的临界距离是各向异性的，并且与表面态的能带结构一致。
2005-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Hot Carrier Dynamics in Operational Metal Halide Perovskite Solar Cells
本文通过高功率瞬态吸收测量研究了工作状态下三卤化物钙钛矿太阳能电池的热载流子弛豫动力学，揭示了载流子密度、输运和提取之间的复杂相互作用及电子与空穴的非等效贡献。
2024-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of Photo-excited Hot Carriers in Hydrogenated Amorphous Silicon Imaged by 4D Electron Microscopy
非晶半导体中的电荷载流子的动力学与晶体半导体中的电荷载流子的动力学根本不同，这是由于缺乏长程序和高缺陷密度。尽管密集的技术驱动的研究兴趣和存在完善的实验技术，如光电导飞行时间和超快光学测量，在非晶半导体中的光激发载流子的动力学的许多方面仍然知之甚少。在这里，我们展示了直接成像的载流子动力学的空间和时间光激发后，在氢化非晶硅（a-Si：H）的扫描超快电子显微镜（SUEM）。我们观察到一个意想不到的制度，快速扩散后立即光激发，随着自发的电子-空穴分离和原子无序引起的电荷捕获。我们的研究结果表明，丰富的动态热载流子输运在非晶半导体，可以揭示直接成像的基础上SUEM。
2016-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Hot Carrier Solar Cells : In the Making ?
热载流子太阳能电池允许在理想条件下接近于物理极限的潜在效率。然而，这种装置的可行性尚未明确说明，到目前为止，只有理想的细胞被认为是在以前的研究。在这里，我们开发了一个模型与现实的能量选择性接触，载流子热化和吸收率。在接触选择性方面的要求进行了研究，表明半选择性接触是不兼容的高效率。合成了吸波材料的候选材料，并获得了所需的热化性能。设计了特定的结构，以增强在小材料厚度中对集中的太阳光的吸收，从而允许吸收体中的高载流子密度。
2010-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Theory of hot-carrier generation in bimetallic plasmonic catalysts
针对双金属等离子体催化纳米反应器缺乏系统理论认识的问题，本研究采用原子级量子力学建模，对比了不同Au-Pd纳米结构的热载流子产生速率，揭示了天线-反应器结构的性能优势及影响因素，为相关能量转换应用提供理论支撑。
2023-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent transport properties in GaMnAs-based spin hot-carrier transistors
研究了GaMnAs基三端半导体自旋热载流子晶体管（SSHCT）结构的自旋相关输运性质。集电极电流IC、发射极电流IE和基极电流IB的发射极-基极偏置电压VEB依赖性表明，电流传输比α（= IC / IE）和电流增益β（= IC / IB）分别为0.8-0.95和1-10，这意味着GaMnAs基SSHCT具有电流可放大性。此外，我们还观察到了隧穿磁电阻（TMR）比随偏压的增加而振荡的现象，这可以用GaMnAs量子阱中的共振隧穿效应来解释。
2007-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Hot carrier-assisted switching of the electron-phonon interaction in 1$T$-VSe$_2$
我们用强红外激光脉冲扰动三维电荷密度波材料1 $T$ $_2$的电子态和振动态。利用时间分辨和角度分辨光电子能谱技术，获得了光致热载流子动力学和非平衡准粒子谱函数的超快照。从含时谱函数中提取了热载流子温度和含时电子自能，揭示了非相干电子-声子相互作用在$(200 \pm 40)$ ~fs的时间尺度上将晶格加热到电荷密度波临界温度以上.密度泛函微扰理论计算表明，热载流子的存在改变了整体声子色散，并淬灭了有效的低能声学声子散射通道，从而导致实验观察到的新的准平衡态。
2020-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Lead-free CsSnCl$_{3}$ perovskite nanocrystals: Rapid synthesis, experimental characterization and DFT simulations
在这项研究中，我们已经合成了热稳定的立方CsSnCl $_{3}$钙钛矿纳米晶体（晶体尺寸~300 nm）具有较好的表面形貌的热注入技术。通过高分辨率透射电子显微镜成像证实了这些立方纳米晶体的优异结晶质量。通过核磁共振谱表征了有机配体在样品表面的结合。紫外-可见光谱确保CsSnCl $_{3}$纳米晶体具有~2.98 eV的直接带隙，这通过稳态光致发光光谱证实。通过Mulliken电负性方法计算的带边位置预测了纳米晶体的潜在光催化能力，然后通过可见光和紫外-可见光照射下RhB染料的光降解实验证实了这一点。我们的理论计算采用广义梯度近似（GGA）和GGA + U方法证明了90%的准确估计实验观察到的光学带隙时，$U_{eff}$ = 6 eV的考虑。对于$U_{eff}$ = 6 eV，还计算了表示为D = $m_{h}^{*}/m_{e}^{*}$的空穴和电子的有效质量之比。基于对CsSnCl $_{3}$纳米晶光催化性能的理论计算和实验观察，我们提出了对“D”值的新解释：“D”值远小于或远大于1，表明光生电子-空穴对的复合速率低，光催化剂的光催化效率高。我们相信，这种全面的调查可能有助于大规模合成热稳定的立方CsSnCl $_{3}$纳米晶体，也为更好地了解其在光催化，光电子学和其他突出的光电应用的潜力。
2021-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Hot-carrier dynamics in InAs/AlAsSb multiple-quantum wells
研究了II型InAs/AlAs $_{0.16}$ Sb $_{0.84}$多量子阱样品的光激发载流子动力学随激发光子能量和晶格温度的变化。使用近红外泵浦脉冲进行时间分辨测量，光子能量接近和高于带隙，用太赫兹探测脉冲探测。瞬态太赫兹吸收的特征在于多上升，多衰减功能，捕获长寿命的衰减时间和亚稳态的过剩光子能量为$>100$ meV。对于足够的过剩光子能量，亚稳态的激发之后是到长寿命状态的跃迁。长寿命态的激发依赖性映射到近直接带隙（$E{_g}$）态密度上，其Urbach尾低于$E{_g}$。随着温度的升高，由于无意缺陷态的声子相互作用的增加以及热载流子$>E{_g}$的声子稳定，长寿命衰减时间增加$<E{_g}$。另外，在平台的开始之上的俄歇（和/或陷阱辅助俄歇）散射也可以有助于更长的热载流子寿命。同时，初始衰变分量对激发能和温度有很强的依赖性，反映了价带和缺陷态之间复杂的初始能量转移，为进一步延长热载流子的寿命提供了技术应用的方法。
2021-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Evidence for Extraction of Photoexcited Hot Carriers from Graphene
我们报告的非平衡热载流子提取石墨烯的栅极依赖的光电流研究的证据。与连续波激光激发相比，飞秒脉冲激光激发的扫描光电流表现出不寻常的门依赖性。功率依赖性研究进一步证实，在金属/石墨烯接触处提取的光载流子是非平衡热载流子。热载流子提取被发现是最有效的狄拉克点附近的载流子寿命达到最大。这些观测结果不仅为石墨烯的热载流子提取提供了证据，而且为石墨烯基热载流子光电子学的发展打开了大门。
2012-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metastable Multi-centered Polarons in BiVO$_{4}$
Kyungpook National University（庆北国立大学）；Max Planck Korea/POSTECH Center for Complex Phase Materials（马普韩国/浦项工科大学复杂相材料中心）；University of Vienna（维也纳大学）；National Research Council, CNR-SPIN（国家研究委员会，CNR-SPIN）；University of L’Aquila（拉奎拉大学）；Department of Physics and Astronomy “Augusto Righi,” University of Bologna（博洛尼亚大学“奥古斯托·里吉”物理与天文学系）
BiVO$_{4}$中通过第一性原理计算发现亚稳多心极子，揭示其各向异性及对光催化和光电设备的影响
2025-11-25 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Multi-Pulse Terahertz Spectroscopy Unveils Hot Polaron Photoconductivity Dynamics in Metal-Halide Perovskites
金属卤化物钙钛矿（MHP）中热载流子的行为为理解材料中载流子-声子耦合的细节以及高效热载流子和载流子倍增太阳能电池的未来发展提供了有价值的基础。虽然在冷却过程中的载流子种群动力学已被深入研究，热载流子性质的演变，即热载流子迁移率，仍然在很大程度上未被探索。为了解决这个问题，我们引入了一种新的超快可见泵浦-红外推-太赫兹探测光谱（PPP-THz）来监测甲基碘化铅铵中冷却载流子的实时电导率动态。我们发现，在光学沉积能量的载流子，这是典型的带传输的流动性下降。令人惊讶的是，电导率恢复动力学是不相称的带内弛豫测量通过一个类似的实验与红外探针（PPP-IR），并表现出可忽略不计的热载流子的密度的依赖性。这些结果和动力学模型揭示了高度局域化的晶格加热对热电子态迁移率的重要性。这种集体极化子晶格现象可能有助于在MHP中观察到的不寻常的量子物理学，并且应该在利用热载流子的设备中考虑。
2021-08-19 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
The impact of hot charge carrier mobility on photocurrent losses in polymer-based solar cells
无序有机系统中电荷提取的典型特征是分散传输，这意味着对器件性能产生负面影响的载流子迁移率的分布。色散输运通常被理解为源自热载流子的时间依赖性迁移率，其随着在态密度的弛豫期间过量能量的损失而降低。与此相反，我们通过光子能量，电场和膜厚度的载流子迁移率的独立性，在有机太阳能电池中的色散光电流起源于不从多余的能量在热载流子热化过程中的损失，而是从载流子密度的损失，在运输过程中的陷阱状态。我们的研究结果强调，进一步的努力应该是针对最小化陷阱态密度，而不是控制在态密度内的热载流子的能量弛豫。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Aspect ratio controls hot-carrier generation in gold nanobricks
本文结合Maxwell方程与大规模紧束缚模拟评估Fermi黄金定则，研究了金纳米砖块中热载流子的生成，发现其高度依赖于纵横比与光偏振，为定制化器件应用提供了设计指导。
2024-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Hot carrier diffusion in graphene
我们报道了石墨烯中电荷输运的光学研究。利用高空间分辨率的超快泵浦-探测技术研究了热载流子在外延石墨烯和还原氧化石墨烯样品中的扩散。热载流子的时空动力学的点状激发后进行监测。在外延石墨烯和还原氧化石墨烯样品中分别测量到11，000和5，500平方厘米每秒的载流子扩散系数，载流子温度为3，600 K。所展示的光学技术可用于石墨烯输运性质的非接触和非侵入性原位检测。
2011-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot Carrier Dynamics in InAs-AlAsSb Core-Shell Nanowires
半导体纳米线（NW）由于其小尺寸而显示出强大的热载流子效应的证据。这些纳米结构中由光吸收产生的热载流子的弛豫动力学在光电子器件和高效太阳能电池（例如热载流子太阳能电池）中是非常重要的。在各种III-V族半导体中，砷化铟（InAs）纳米线由于其高光吸收率和高迁移率而成为其在先进光捕获器件中的应用的有希望的候选者。在这里，我们调查的InAs-AlAsSb核壳纳米线，以及裸芯InAs纳米线，使用超快泵浦探测光谱与广泛调谐的泵浦和探测能量的热载流子动力学。我们已经发现，纵向光学（LO）声子的寿命为2.3 ps和热电子的寿命约为3 ps和30 ps的载流子-载流子相互作用和电子-声子相互作用，分别。此外，我们已经调查了在AlAsSb壳的电子状态，并发现，尽管在导带的核-壳设计的大的带偏移，激发载流子保持在壳长于100 ps。我们的研究结果表明，等离子体量身定制的核-壳纳米线的有效的光收集设备，这可能打开潜在的途径，提高光伏太阳能电池的效率的证据。
2022-10-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Interplay of Electron Trapping by Defect Midgap State and Quantum Confinement to Optimize Hot Carrier Effect in a Nanowire Structure
本研究通过构建包含电子-声子散射和缺陷中间带隙态电子俘获两种机制的模型，解释了纳米线阵列中热载流子效应对直径的非单调依赖性，为优化纳米线太阳能电池效率提供了指导。
2024-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generation of plasmonic hot carriers from d-bands in metallic nanoparticles
我们提出了一种方法来掌握众所周知的挑战，在金属纳米粒子的等离子体激元诱导的热载流子速率的d-波段的计算的贡献。我们概括了广泛使用的球阱模型的纳米粒子波函数平坦的d-波段使用的包络函数技术。使用费米的黄金法则，我们计算的热载流子的产生率后，由于从d-带状态到一个sp-带状态或从一个sp-带状态到另一个sp-带状态的过渡的等离子体激元的衰变。我们将此理论应用于半径为20~nm的球形银纳米粒子，并研究了热载流子速率对d带能量的依赖关系。我们发现，对于半径小于2.5nm的纳米粒子，热载流子的产生主要是由sp带态到sp带态的跃迁引起的，而对于较大的纳米粒子，热载流子的产生主要是由d带态到sp带态的跃迁引起的.
2020-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Competing mechanisms of dominant radiative and Auger recombination in hot carrier generation in III-V semiconductor nanowires
通过对比两类晶体质量不同的III-V半导体纳米线，发现低晶体质量的InGaAs纳米线因n型电导率增加导致Auger复合速率更高，从而表现出更强的热载流子效应，为高效热载流子吸收器件的优化提供了新思路。
2024-11-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optical transitions and energy relaxation of hot carriers in Si nanocrystals
采用原子紧束缚方法对硅纳米晶中热载流子的动力学进行了理论研究。辐射，俄歇和声子辅助过程被认为是。电子和空穴之间的俄歇式能量交换被认为是系统中最快的过程。而热电子-空穴对的能量弛豫则受单个光学声子发射的控制。对于小纳米晶体中相当多的态，单声子过程被能量守恒定律排除。
2010-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectral and polarization dependencies of luminescence by hot carriers in graphene
从理论上考虑了石墨烯中热载流子的带间跃迁引起的发光。在中和近红外光谱区的发射与能量和浓度的热载流子的依赖关系进行了分析，它们是由所施加的电场和栅极电压。偏振依赖性由传播方向与石墨烯片的法线之间的角度确定。从外延石墨烯的大规模面积样品和从剥离的石墨烯的微观结构的辐射的特性被认为是。还给出了发射的平均角度效率。
2010-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hot-carrier generation in bimetallic Janus nanoparticles
本研究通过原子级建模方法，研究了双金属Janus纳米颗粒中热载流子的产生，发现Ag-Au体系在太阳光下产生率最高，且电场垂直于界面时产生率最大，为高效热载流子器件设计提供指导。
2025-10-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Hot electron attenuation of direct and scattered carriers across an epitaxial Schottky interface
本文用弹道电子发射显微镜（BEEM）研究了不同NiSi_2厚度的NiSi_2/n-Si（111）外延界面上直接和散射载流子的热电子输运。我们发现在NiSi_2中散射热电子的BEEM透射率在所有厚度下都明显低于直接热电子的BEEM透射率。有趣的是，散射热电子的衰减长度被发现是两倍大于直接热电子。散射热电子的BEEM透射率较低是由于注入热空穴的非弹性散射，而散射热电子的衰减长度较大是由于注入和散射热电子的能量分布不同以及在较低能量下直接热电子在NiSi_2中的衰减长度增加所致。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unraveling Quantum Size-Dependent Optoelectrical Phenomena in Hot Carrier Quantum Well Structures
本文研究了不同厚度量子阱对p-i-n InGaAs/InAlAs异质结构二极管中热载流子光电特性的影响，发现宽量子阱热载流子效应更强，开路电压与量子限制相关，短路电流源于势垒层，为热载流子太阳能电池优化提供了依据。
2025-07-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
