通过硅壳层调控锗纳米晶的光学性质

我们提出了一种宽禁带基质中锗核/硅壳纳米晶的理论研究，并与共溅射制备样品的实验数据进行了比较。经验紧束缚技术使我们能够在原子尺度上考虑应变下的电子结构。我们发现，仅1单原子层厚的硅壳就足以因谷$L-X$交叉而降低辐射复合速率。薄的硅壳导致光学带隙从可见光范围急剧减小到近红外范围，这在光伏和光电探测器应用中具有前景。我们对实空间和倒空间中受限电子和空穴态结构的详细分析表明，尽管早期有一些理论预测，但对于厚度低于0.8 nm的硅壳，II型异质结构尚未实现。空穴的能级比电子态受到硅壳更强的影响，尽管空穴完全限制在锗核内。这可能是由于应变对能带偏移的强烈影响所致。