通过能量流的三维纳米尺度追踪成像材料功能
应用物理
2020-09-29 v4 材料科学
摘要
能量载流子在原子和分子间移动的能力是生化与材料功能的基础。然而，要理解并控制能量流，需要在超小和超快的时空尺度上对其进行观测，因为能量和结构的阻碍决定了能量载流子的命运。在此，我们开发了一种非侵入式光学方案，利用非共振干涉散射来追踪由能量载流子产生的材料极化率的微小变化。因此，我们以几纳米的横向精度在时空的四维中绘制了演化的能量载流子分布，并直接将其与材料形貌相关联。我们可视化了聚并苯、硅和钙钛矿半导体中的激子、电荷和热传输，并阐明了无序如何影响三维能量流。例如，我们表明多晶金属卤化物钙钛矿中的形貌边界具有横向和深度依赖的电阻率，阻挡了表面载流子而非体载流子的横向传输。我们进一步揭示了解释无序环境中能量传输的策略，这将指导未来半导体工业耐缺陷材料的设计。
引用
@article{arxiv.1805.09982,
title = {Imaging material functionality through 3D nanoscale tracking of energy flow},
author = {Milan Delor and Hannah L. Weaver and QinQin Yu and Naomi S. Ginsberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.09982},
year = {2020}
}