研究目的
研究d带对金属纳米粒子中等离子体诱导热载流子产生速率的贡献，并将其与sp带态到sp带态的跃迁进行比较。
研究成果
研究表明，在较大纳米粒子（半径>2.5纳米）中，d轨道到sp轨道的跃迁主导了热载流子的产生，而在较小纳米粒子中，sp轨道到sp轨道的跃迁更为显著。该发现为优化热载流子产生的纳米等离子体器件提供了见解。
研究不足
该研究的局限性在于采用了完美平坦d带的近似处理，并忽略了声子介导过程等其他损耗机制。该方法还需通过第一性原理计算进行进一步验证。
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金属纳米粒子中d带产生的等离激元热载流子
DOI：10.1063/5.0003123
期刊：The Journal of Chemical Physics
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
我们提出了一种解决金属纳米粒子中d能带对等离子体激发热载流子产生率贡献这一著名难题的方法。通过包络函数技术，我们将广泛使用的球形势阱模型从纳米粒子波函数推广至平d能带。运用费米黄金法则，我们计算了等离子体衰变后（源于d能带态向sp能带态跃迁或sp能带态间跃迁）的热载流子产生率。将该模型应用于半径达20纳米的球形银纳米粒子，并研究了热载流子产生率对d能带能量的依赖性。研究发现：对于半径小于2.5纳米的纳米粒子，sp能带态间跃迁主导热载流子产生；而较大纳米粒子中d能带态向sp能带态跃迁贡献最大。
作者：
Lara Román Castellanos，Juhan Matthias Kahk，Ortwin Hess，Johannes Lischner
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