摘要 - 使用BRUS方程研究了限制方程中PBSE,PBS和PBTE半导体的光学性质。结果表明QD表现出尺寸依赖性的光学行为,因此,由于量子限制,QDS表现出可调的带隙和发射波长。随着QD尺寸的减小,所有三种材料的吸收边缘和发射峰均为蓝色。发现PBSE QD即使在较大尺寸的情况下也会显示出明显的量子限制。由于其相对较大的激子BOHR半径(〜46 nm),随着尺寸从10 nm降低到2 nm,频带gap从0.27 eV增加到1 eV,将吸收和排放转移到近红外(NIR)中,导致应用于NIR PhotodeTectors,太阳能电池,太阳能电池,太阳能电池,杂音,并将其应用于。此外,与PBSE相比,PBS QDS在较小的激子BOHR半径(〜20 nm)上显示出较小的量子限制效应。随着尺寸从10 nm降低到2 nm,带隙从0.41 eV增加到1.5 eV,将吸收和发射从NIR转移到可见范围。这是在太阳能电池中使用的,NIR光电探测器和LED可见。此外,PBTE QD还显示出明显的量子限制效应,因为它们相对较大的激子BOHR半径(〜46 nm)。随着尺寸从10 nm降低到2 nm,带隙从0.32 eV增加到约1 eV,将吸收和发射转移到NIR和中红外(miR)区域,使其成为红外探测器,热电和miR应用的出色材料。在研究的半导体材料中,PBS QD通常显示出带隙的最大增加,尺寸降低,使其适合需要更大的带隙可调性的应用,其次是PBSE和PBTE。这些不同的光学特性是由于其独特的电子特性和激子BOHR半径所致。
据我们所知,本手稿是第一个全面的多体光发射框架,其中包括相干的三体电子 - 光子 - photon-Phonon散射,以预测来自单晶光子座的体积光电子的跨性能分布和平均横向能量(MT)。需要开发这种理论的需求源于缺乏研究,这些研究提供了对管理从单晶发出的光电子横向动量分布的基本基本过程的完整理解。例如,基于密度功能性电子质量的密度官能理论计算的初始谓词表明,PBTE的(111)表面会产生非常小的MTE(≤15meV),而我们的实验产生的MTES比这些预测大十到二十倍,并且还表现出比较低的光学发射阈值比预测较低的预测。本手稿中介绍的AB从头算框架正确地从我们的PBTE(111)中的测量值和在预测阈值下方观察到的光学范围中从我们的测量中重现了MTE的大小。我们的结果表明,在大部分材料和相干的多体电子散射过程中,两种光兴奋的状态都在忽略的初始预测中,它们在PBTE的光发射中起着非常重要的作用(111)。最后,从所吸取的教训中,我们建议一项程序,以快速计算对下一代超快电动局部应用的潜在单晶光阴极和X射线自由电子激光器的应用,这将使在凝聚力问题研究中实现可显着的进步。
valleytronic,光学,热,磁性和铁电性能在新型异质结构和设备中。它们的弱层间耦合可以通过机械堆叠2D材料来相对简单地制造垂直侵蚀。另一方面,侧面异质结构(LHSS)的层次是现代金属 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化导向器磁场晶体效应的基于微电极的基本结构,由于需要更多的复杂生长和兴奋剂技术,因此受到了探索的较少。受到可能从2D LHSS出现的潜在杰出性能和多功能调整自由的鼓励,在该领域进行了多项实验和理论研究。[1] The earliest experimentally realized 2D LHSs were those between graphene and hexagonal boron nitride (hBN) [2–6] grown by chemical vapor depo- sition (CVD), from which prototype field effect transistors (FETs) were demonstrated [2–5] Shortly later, a series of transition metal dichalcogenide (TMDC) mono layer (ML)通过一步或两步的CVD方法制备LHSS,包括MOS 2,MOSE 2,WS 2和WSE 2的组合。[7-12]所有这些TMDC LHSS都显示二极管样电流的整流效应。[26]同时,制造了具有高性能的原型设备,包括光电二极管和互补的金属 - 氧化物 - 半导体晶体管逆变器,[7,10–12]通过控制良好的气体流量切换技术或光刻辅助辅助阴离子的替代品,TMDC LHS的脱位量很清晰。 LHSS仅由一种材料组成,但具有不同的厚度,[16,17]或介电环境[18]在其界面上,产生了电子带隙,整流和光伏效应的修饰。将材料与不同空间对称性组合的2D LHS的其他形式,例如石墨烯-TMDC LHSS [19-22] HBN-TMDC LHSS,[19]石墨烯纳米替伯型LHSS与不同的兴奋剂[23]或宽度[23]或宽度[24] [24]单钙化剂 - 二甲基二苯二苯lhss [26]是通过各种增强的CVD方法创建的,例如机械 - 脱落的辅助CVD,[19]种子促进的CVD,[20]由等离子体蚀刻定义的模板生长,由等离子体蚀刻[21] [21] [21]和热层转化化学构图。
事实证明,最大化能带简并度和最小化声子弛豫时间对于推进热电学是成功的。与单碲化物合金化已被公认为是收敛 PbTe 价带以改善电子性能的有效方法,同时材料的晶格热导率仍有进一步降低的空间。最近有研究表明,声子色散的加宽衡量了声子散射的强度,而晶格位错是通过晶格应变波动实现这种加宽的特别有效的来源。在本研究中,通过精细控制 MnTe 和 EuTe 合金化,由于涉及多个传输带,PbTe 价带边缘附近的电子态密度显著增加,而密集的晶内位错的产生导致声子色散有效加宽,从而缩短声子寿命,这是由于位错的应变波动较大,这已由同步加速器 X 射线衍射证实。电子和热改进的协同作用成功地使平均热电性能系数高于工作温度下 p 型 PbTe 的报道值。
