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电子-空穴关联支配着纳米结构中的俄歇复合
摘要: 通过俄歇复合实现多激子态的快速无辐射衰减,是影响半导体纳米结构各类应用的基础过程。从理论角度看,由于价电子数量庞大且受库仑相互作用耦合的激子与双激子激发态呈指数级增长,对受限半导体纳米结构中俄歇复合的描述极具挑战性。这些难题使得相关研究长期局限于简单的非相互作用电子-空穴模型。本文提出一种新方法,可精确计算包含数千至数万电子的受限纳米结构中俄歇复合寿命,并显式包含电子-空穴相互作用。研究表明:要准确捕捉俄歇复合寿命随纳米结构尺寸与形貌的变化规律,必须考虑电子-空穴关联效应;即使对于小于激子玻尔半径的体系,要获得定量精确的寿命数据也需引入关联效应——忽略此类关联会导致寿命计算值偏大两个数量级。我们通过不同尺寸的CdSe量子点及不同直径/长度的CdSe纳米棒验证了该方法的实用性。这是首个能反推出实验已知量子点"普适体积标度律"的理论方法,同时为纳米棒中俄歇复合寿命的标度关系提供了新预测。
关键词: 半导体纳米晶体、量子点、激子、俄歇复合、双激子、纳米棒
更新于2025-09-23 15:21:21
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单分散量子限域CsPbBr3钙钛矿纳米晶中的双激子俄歇复合遵循普适的体积标度规律
摘要: 俄歇复合一直是胶体量子点(QDs)在激光、发光二极管到生物标记等诸多潜在应用中的长期障碍。因此,理解俄歇复合的物理基础和标度律对这些应用至关重要。先前对各类量子点中双激子俄歇复合的研究确立了双激子寿命(τXX)与量子点体积(V)的普适标度关系:τXX = γV。然而,近期对钙钛矿纳米晶(NCs)——这一新兴的光捕获与发射应用材料——的测量显示其显著偏离该普适标度律,这可能是因为所测纳米晶具有弱限域特性且尺寸分布较宽。本研究采用基于热力学平衡控制的最新方法,合成了单分散(尺寸分布1.7%-9.0%)、量子限域(限域能量高达410 meV)的CsPbBr3 NCs,并探究其双激子俄歇复合行为。我们的测量清晰重现了限域CsPbBr3量子点中τXX的体积标度关系,但标度因子γ(0.085±0.001 ps/nm3)比CdSe和PbSe量子点报道值(1.00±0.05 ps/nm3)低一个数量级,表明钙钛矿纳米晶中存在增强俄歇复合速率的独特机制。
关键词: 双激子、俄歇复合、钙钛矿纳米晶体、超快光谱学、体积缩放
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2018年IEEE第八届纳米材料:应用与特性国际会议(NAP) - 乌克兰扎托卡(2018.9.9-2018.9.14)] 2018年IEEE第八届纳米材料:应用与特性国际会议(NAP) - CdSe/CdS/CdZnS量子点的时间分辨光致发光
摘要: 我们证明,在时间分辨光致发光研究中,即使系统受到持续时间为数十皮秒量级的长激光脉冲激发,量子点中双激子的特征信号仍会显现。为解释测量结果,我们提出了一个精妙的物理论模型——该模型通过在速率方程中引入辅助源来实现。通过将这些方程描述系统整体辐射的解析解与实验结果进行拟合,从而确定这些辅助源的参数?;竦酶ㄖ床问?,我们就能分别测定激子和双激子辐射的时间依赖性,并由此确定激子与双激子发射带的光谱位置、谱线宽度以及双激子结合能。
关键词: 量子点、光致发光、激子、速率方程、结合能、双激子
更新于2025-09-23 15:19:57
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飞秒激光光谱法检测合金ZnxCd1?xS量子点中双激子的结合能
摘要: 采用两种不同方法合成的直径约45 ?的ZnxCd1?xS量子点(x=0.37或0.45)中局域化的双激子,通过飞秒激光光谱进行了研究。在70 fs短时延迟下超快瞬态吸收光谱的光谱特征与量子点的三个最低能级跃迁相关。通过线性吸收拟合对瞬态吸收带的形状进行建模。瞬态光谱中激发态吸收组分的光谱位置考虑了双激子耦合能。通过拟合ZnxCd1?xS量子点的实验瞬态吸收光谱,确定了双激子的结合能。根据ZnxCd1?xS量子点中激发的双激子跃迁,其结合能在16.6至37 meV之间变化。
关键词: ZnxCd1?xS(锌镉硫化合物)、双激子、量子点、飞秒光谱学
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于CdSe/CdTe的多壳层II型量子点纳米晶体中激子、双激子和带电激子的电子与光学特性
摘要: 最新研究报道显示,多壳层II型量子点纳米晶体(QDNCs)具有更高的量子产率。除量子产率提升外,额外第二壳层的存在对激子结构的形成机制具有重要影响。理解多壳层II型QDNCs中激子结构的束缚与非束缚状态,可为实际应用提供关键信息。本研究系统考察了基于CdSe/CdTe的多壳层II型QDNCs中单激子(X)、双激子(XX)以及正负电荷激子(??+和???)的电子与光学特性,重点分析了CdSe/CdTe、CdSe/CdTe/CdS及CdSe/CdTe/ZnTe三种不同结构组分的差异。研究发现,CdS和ZnTe材料的引入显著改变了纯CdSe/CdTe II型QDNCs的电子与光学性质。
关键词: 激子、硫化镉、双激子、硒化镉/碲化镉、带电激子、碲化锌、量子点纳米晶体、II型
更新于2025-09-12 10:27:22
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MOCVD生长的InGaAs/GaAs量子点中发射于通信波长的激子复合物
摘要: 我们在此展示了一项关于应变工程InGaAs/GaAs量子点(QDs)中激子复合体电子结构与光学特性的综合实验与理论研究。这些通过金属有机化学气相沉积法生长、发射波长位于1.3微米通信波段的量子点,其单量子点特性已通过激发功率依赖性与偏振分辨显微光致发光技术对多个纳米结构进行了实验测定,并与采用八带k·p理论结合组态相互作用方法计算的受限态结果进行了对比。基于磁光与关联光谱学研究,我们以示例方式验证了激子复合体的起源。通过理解结构参数与组分(量子点本身及其邻近应变降低层)的影响,可明确哪些因素对控制发射波长以实现通信光谱范围或影响基态激子复合体结合能至关重要。本研究结果深化了对所探究结构在单光子跃迁良好光谱隔离与空间限制方面的控制认知与局限理解——这些特性对于量子点在高纯度通信波长单光子源应用中具有关键意义。
关键词: 应变降低层、双激子、量子点、单光子源、激子、电信波长
更新于2025-09-12 10:27:22
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各向异性原子级薄二维材料中的激子复合物:黑磷与
摘要: 研究了能谱各向异性对激子、三子和双激子的结合能及结构特性的影响。为此,我们采用具有相关高斯基的随机变分方法。我们给出了黑磷(bP)和TiS3中不同激子复合体的结合能结果,并与现有文献中的最新结果进行对比(如有),发现两者高度吻合。bP中激子复合体的结合能大于TiS3中的结合能。我们计算了bP和TiS3中不同的平均粒子间距,表明尽管组成粒子具有各向异性能谱,但bP中的激子复合体呈现强各向异性,而TiS3中的激子复合体几乎呈各向同性。这一结论也得到了关联函数的验证。
关键词: 双激子、TiS3、结合能、黑磷、三子、各向异性、随机变分法、激子
更新于2025-09-09 09:28:46