close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

JSP ppt - Межфакультетская базовая

код для вставкиСкачать
Оптические переходы
и релаксация энергии
горячих носителей
в кремниевых нанокристаллах
А. Н. Поддубный, А. А. Прокофьев, И. Н. Яссиевич
Объемный кремний
Метод сильной связи
Орбитали
s, s*
sp3d5s*
x, y, z
x2 – y 2
xy, yz, zx
3z2 – r 2
Плотность состояний
Number of states per 50 meV
6
(a) D1.8 nm
3
0
18
12
(b) D3.0 nm
6
0
60
48 (c) D5.0 nm
36
24
12
0
-1,0 -0,5 0,0
0,5
1,0 1,5
Energy, eV
2,0
2,5
3,0
3,5
Волновые функции
D = 3 nm
Основное состояние
E = 1,637 эВ
Возбужденное состояние
E = 1,869 эВ
Волновые функции
D = 3 nm, основное состояние: E = 1,637 эВ
Сечение поглощения
Сечение поглощения
-15
-16
10
-17
10
0
10
-18
10
5.0 nm
abs, arb. un.
Absorption cross section, cm
2
10
-1
10
3.0 nm
-2
10
-19
10
-20
10
-3
10
3.0 nm
1.8 nm
2
-4
10
1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
Electron energy, eV
3
4
Photon energy, eV
5
6
Распределение энергии при поглощении
Transition rate, s
-1
Скорость оптических переходов
10
8
10
7
10
6
10
5
10
4
10
3
10
8
10
7
10
6
10
5
10
4
(a) D3.0 nm
(b) D5.0 nm
3
10
1,5
2,0
2,5
3,0
Photon energy, eV
3,5
4,0
Оже-процессы
Самые быстрые:
taug < 1 пс.
Обмен энергией между электроном и дыркой.
Дырки охлаждаются быстрее => ускорение релаксации в целом.
Релаксация энергии
Relaxation rate, s
D = 3 нм
-1
...определяется взаимодействием с оптическими фононами:
12
10
12
11
10
10
11
10
2
1
Hole energy, eV
0
2
3
Electron energy, eV
4
Чувствительна к энергетическим зазорам между уровнями.
Итого
Поглощение больших квантов приводит
к рождению горячих электронов и холодных дырок.
Оже-процессы – самые быстрые в системе, но не
обеспечивают релаксацию.
Релаксация энергии происходит за счет испускания
оптических фононов (1010–1012 c–1).
В нанокристаллах больше 5 нм быстрые оптические
переходы возможны только
выше порога прямых переходов (3,4 эВ).
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
7
Размер файла
1 752 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа