Photoexcited Electron Lifetimes Influenced by Momentum Dispersion in Silicon Nanowires

2019

Жабық қол жеткізу Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1021/acs.jpcc.9b00639
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Silicon nanowires (SiNWs) exhibit unique optoelectronic properties originating from one-dimensional confinement effect. Technologically relevant properties—including band gap, radiative and nonradiative transitions, and charge carrier relaxation rates—are influenced by sampling of momentum along the growth direction. In this work, we quantify the influence of momentum dispersion on hot-electron relaxation rates and nonradiative lifetimes for SiNWs with ⟨100⟩ and ⟨111⟩ growth directions. Specifically, we account for nonradiative transitions between electronic states with different momentum, where changes in energy and momentum are achieved via interaction with a thermal bath of nuclear degrees of freedom. Photoexcited dynamic processes in reference SiNWs are computed via “on-the-fly” nonadiabatic couplings between electronic and nuclear degrees of freedom based on density functional theory (DFT). The dynamics of electronic degrees of freedom is propagated by a Redfield equation of motion for the reduced density matrix. Our results show that transitions allowing change of momentum prompt electron relaxation faster than those not allowing change of momentum. Our study also indicates that the electron relaxation time in ⟨100⟩ SiNW is longer than that in ⟨111⟩ SiNW.