斯科尔科沃科技学院 信用:CC0公共领域 来自斯科尔泰克的研究人员和他们的同事建立了两个模型，精确地解释了半导体纳米片的发光行为，这种微小的结构可以成为未来光电子学的基石
这篇论文发表在物理化学化学物理杂志上
光电子学是光子学的一个领域，利用光对电子材料，特别是半导体的量子力学效应，因其在各种应用中的前景而受到广泛关注
这些产品从太阳能电池和发光二极管到胶体激光器，这种技术有望取代条形码扫描仪和光纤通信中使用的传统半导体激光二极管
在寻找具有更好的光学性质、更适合用于光电子学的材料的过程中，研究集中在纳米片上，纳米片是极有希望的低维半导体纳米晶体
这些都是平面结构，只有几纳米大小，非常通用和可调
现代精密合成技术允许研究人员按需生长它们，控制它们的形状、厚度和晶体结构
这些参数直接影响光致发光能力和性质
“为特定应用定制光致发光纳米晶体的合成可能需要预测光谱和弛豫特性
因此，我们需要对潜在的动力学进行详细的理解和建模，”该论文的合著者、能源科学与技术中心教授斯科尔奇·普罗沃斯特·基思·史蒂文森解释道
史蒂文森博士
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计算和数据密集型科学与工程中心的助理教授亚历山大·库里洛维奇和弗拉基米尔·帕尤林与他们的同事一起致力于在实验中解释半导体纳米片光致发光的非平凡动力学
根据研究人员的说法，早期的理论描述和实验发现总是假设纳米片的光致发光强度呈指数衰减
但是最近的测量显示了长期的明显的幂律行为，表明了复杂性
该团队建立了两个模型，一个是模拟模型，一个是理论模型，通过激子的活动描述了纳米片中光致发光的动力学，激子是半导体中的准粒子，在复合的情况下负责发光
模型指出表面缺陷处激子的俘获及其与扩散的相互作用是复杂动力学的关键原因
这使得成功地解释了由硒化镉和硫化镉制成的复合纳米片的实验结果
该模型显示了长时间缺陷的重要性以及它们延迟重组的能力
史蒂文森说:“这可以用来估计减缓发射所需的缺陷密度，从而延长发射时间。”
参与这项研究的其他组织包括莫斯科国立罗蒙诺索夫大学、波茨坦大学物理和天文学研究所以及国家科学中心“哈尔科夫物理和技术研究所”的阿克希泽理论物理研究所
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