Fermi surface anisotropy in plasmonic metals increases the potential for efficient hot carrier extraction

材料科学 半导体 载流子 导电体 凝聚态物理 费米能级 等离子体子 金属 各向异性 光电子学 物理 光学 电子 量子力学 复合材料 冶金
作者
Sushant Kumar,Christian Multunas,Ravishankar Sundararaman
出处
期刊:Physical Review Materials [American Physical Society]
卷期号:6 (12) 被引量:5
标识
DOI:10.1103/physrevmaterials.6.125201
摘要

Realizing the potential of plasmonic hot carrier harvesting for energy conversion and photodetection requires new materials that resolve the bottleneck of extracting carriers prior to energy relaxation within the metal. Using first-principles calculations of optical response and carrier transport properties, we show that directional conductors with Fermi velocities restricted predominantly to one or two directions present significant advantages for efficient hot carrier harvesting. We show that the optical response of filmlike conductors ${\mathrm{PtCoO}}_{2}$ and ${\mathrm{Cr}}_{2}\mathrm{Al}\mathrm{C}$ resembles that of two-dimensional (2D) metals, while that of wirelike conductors CoSn and $\mathrm{Y}{\mathrm{Co}}_{3}{\mathrm{B}}_{2}$ resembles that of 1D metals, which can lead to high mode confinement and efficient light collection in small dimensions, while still working with 3D materials with high carrier densities. Carrier lifetimes and transport distances in these materials, especially in ${\mathrm{PtCoO}}_{2}$ and CoSn, are competitive with noble metals. Most importantly, we predict that the carrier injection efficiency from all of these materials into semiconductors can exceed 10% due to the small component of carrier momentum parallel to the metal surface, substantially improving upon the typical injection efficiency of less than 0.1% from noble metals into semiconductors.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
milalala完成签到 ,获得积分10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
研友_5Zl4VZ完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
数乱了梨花完成签到 ,获得积分0
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
29秒前
wuxinrong完成签到 ,获得积分10
33秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
36秒前
半夏生姜完成签到 ,获得积分10
38秒前
喜悦香薇完成签到 ,获得积分10
42秒前
loren313完成签到,获得积分0
44秒前
兰花二狗他爹完成签到,获得积分10
47秒前
打打应助嘻嘻哈哈采纳,获得10
47秒前
龙弟弟完成签到 ,获得积分10
49秒前
50秒前
直率雪糕完成签到 ,获得积分10
52秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
56秒前
张图门完成签到 ,获得积分10
59秒前
白昼の月完成签到 ,获得积分0
1分钟前
虚心青梦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
徐团伟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
嘻嘻哈哈发布了新的文献求助10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
Criminology34应助111采纳,获得10
1分钟前
李健完成签到 ,获得积分10
1分钟前
勤劳的颤完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
勤奋的越彬完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yx完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
BowieHuang应助tubaba8848采纳,获得10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
黛酾黑魑完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
从k到英国情人 1700
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5773288
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5609323
关于积分的说明 15430767
捐赠科研通 4905836
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2639845
邀请新用户注册赠送积分活动 1587745
关于科研通互助平台的介绍 1542740