由纳米晶组装而成的半导体中的电荷输运

由纳米晶组装而成的半导体（NC 半导体）的潜力已在广泛的电子与光电子器件中得到证明，包括晶体管、发光二极管、太阳能电池、光电探测器、热电材料以及相电荷存储器。尽管纳米晶作为光吸收体与发射体取得了商业成功，但由于无法对其电子性质进行预测性控制，涉及通过 NC 半导体进行电荷输运的应用一直未能得到开发利用。在此，我们进行大规模第一性原理模拟，从基本原理上理解基于 NC 的半导体中的载流子输运、生成与俘获。我们利用这些发现构建了首个用于 NC 半导体中电荷输运的预测模型，并通过实验对其进行了验证。我们的工作揭示出，我们以往对 NC 半导体中输运的理解是错误的。我们的新见解为 NC 半导体的系统性工程化提供了一条路径，其实际上提供了在其他半导体体系中无法实现、此前未被探索的可调性机会。