通过合金化工程化热载流子分布：为特定目的挑选元素

金属合金有望在传感、催化和太阳能收集等应用中提供优于纯金属的热载流子产生分布。寻找目标应用最佳合金构型的指南需要理解合金成分与热载流子分布之间的联系。在此，我们提出了一种基于密度泛函理论（DFT）的计算方法，基于联合态密度和电子结构研究金属合金的光生热载流子分布。我们根据电子结构将金属分类为闭 d 壳层、开 d 壳层、p 区和 s 区元素。研究表明，结合闭 d 壳层元素不仅能调节纯金属典型的高能空穴分布，还能通过能带折叠和分裂导致红外光激发产生热载流子并出现高能电子。这一特征是合金化的涌现性质，仅在计算热载流子分布时考虑动量守恒才会显现。闭 d 壳层与开 d 壳层元素的组合允许在宽能量范围内大量产生热载流子，而将闭 d 壳层元素与 s 区元素合金化则为偏向高能电子的热电子分布打开了大门。d 壳层与 p 区元素的组合产生中等热载流子分布，其不对称性可通过成分调节。总体而言，所获得的连接合金成分、能带结构和最终载流子分布的见解，提供了一套工具包，用于在合金中匹配元素以刻意工程化热载流子分布。