基于半导体纳米线的热载流子光电子器件
介观与纳米尺度物理
2021-04-20 v1 应用物理
摘要
在太阳能电池与光电探测器等光电子器件中，一部分电子-空穴对作为所谓热载流子生成，其过剩能量通常作为热耗散。长期以来旨在收集此过剩能量以提升器件性能的 goal 已被证明极具挑战性，很大程度上源于热载流子极短寿命。因此研究努力集中于增加热载流子弛豫时间，以及定制能在短时空间尺度上实现热载流子抽取的异质结构。近来，半导体纳米线已成为实现这些目标的有前景系统，因其为异质结构工程及潜在经修正的声子特性（可带来增加的弛豫时间）提供了独特机遇。本综述评估了纳米线中热载流子动力学相关理论与实验的现状，聚焦热载流子光伏。为提供基础，我们首先简要概述热载流子弛豫涉及的基本过程，以及如何在纳米线中定制与表征这些过程。随后我们分析纳米线作为热载流子器件系统的优势，并综述热载流子光伏原理验证实验的进展。为助力解释纳米线中光电流抽取现有实验，我们提供了基于非平衡格林函数的建模。最后，我们指明为充分评估纳米线在实现更高效、基于热载流子的光电子器件方面所提供潜力而需解决的开放研究问题。
引用
@article{arxiv.2104.09388,
title = {Hot-carrier optoelectronic devices based on semiconductor nanowires},
author = {Jonatan Fast and Urs Aeberhard and Stephen P. Bremner and Heiner Linke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.09388},
year = {2021}
}
备注
This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and AIP Publishing. This article appeared in Appl. Phys. Rev. 8, 021309 (2021), and may be found at https://doi.org/10.1063/5.0038263