光电二极管中的带隙之争:直接与间接材料的能量之战
直接带隙指的是材料的价带(valenceband)和导带(conductionband)的能级在动量空间中的最小距离发生在相同的动量值(通常是在动量为零处)。换句话说,电子在从价带跃迁到导带时,其动量不会发生显着变化,这种跃迁过程不需要额外的动量(或波矢)。因此,直接带隙材料通常在吸收或发射光子时具有高效率,能量损失较小。例...
Ta??Pd??Te??中激子绝缘态证据 | 进展
无相互作用的第一性原理计算表明Ta??Pd??Te??具有半金属能带结构,价带和导带之间存在轻微的交叠(图1c),然而输运和电子结构测量显示其基态是全局能隙的绝缘态(图1d-f)。在计算中考虑自旋-轨道耦合、晶格常数变化以及在位电子-电子库伦相互作用均不能得到绝缘态。而将电子-空穴吸引库仑相互作用考虑到计算中后,...
科学通报|核壳结构设计及界面键合实现氮化钽光阳极快速空间电荷分离
氮化钽(Ta3N5)由于其较窄的带隙(Eg:~2.1eV)和适宜的价带、导带位置,在光电化学水分解方面具有较大应用潜力。虽然目前通过元素掺杂、晶面工程、形貌调控、缺陷工程和异质结构构建等策略,已经对Ta3N5光阳极进行了广泛的研究,但较低的电子-空穴分离效率仍然严重限制了其太阳能-氢能转换效率。这主要是因为:...
钙钛矿电池能在太空中自我修复?是时候好好盘盘它啦!
当把具有PN结的太阳能电池置于阳光下时,P侧吸收的光子导致价带中的电子跃迁到导带,也就是从受缚电子成为自由电子。这个过程称为光激发。当为电池上施加负载时,这些电子将从P型侧流入N型侧。穿过外部电路后再返回到P侧与它们留下的空穴重新结合。电子流动的过程便是电流产生的过程,也就是光能转化为电能的过程。
Nat. Mater.:高迁移率有机半导体的导带结构和部分修饰的极化子形成
能带结构提供了有关有机半导体中电荷传输行为的关键信息,例如有效质量、转移积分和电子-声子耦合。尽管在1990年代就发现了价带(最高占据分子轨道(HOMO))带结构,但尚未通过实验观察到导带(最低未占据分子轨道(LUMO))。近日,日本千叶大学HiroyukiYoshida,筑波大学HiroyukiIshii等采用角分辨低能逆光电子能谱来揭...
光芯片行业专题报告:从II~VI和Lumentum看光芯片国产化
对于直接带隙结构,电子在价带与导带间的跃迁只需满足能量守恒;对于间接带隙结构,由于价带顶与导带底的波矢不同,需在水平方向施加动量方可使电子完成跃迁,也即:电子跃迁过程涉及声子的吸收与发射——一方面,由低向高能级的跃迁必须要有声子参与,这导致跃迁发生的概率降低,间接带隙结构发生电子跃迁的概率约为直接...
带隙对决:GaN和SiC,哪个会占上风?
价带的最高占据能量状态与导带的最低未占用状态之间的能量差称为带隙,表示材料的电导率。较大的带隙意味着需要大量能量才能将价电子激发到导带。相反,当价带和导带像金属一样重叠时,电子可以很容易地在两个带之间跳跃,这意味着该材料被归类为高导电性。
半导体材料在纳米光子学中的作用
半导体的电子态是光电特性的重点,半导体的能带是其电子状态,价带和导带是半导体中的主要能态,可用于创造创新的纳米光子学技术。半导体的电子占据的最外层能级称为价带,通过施加适当的能量,价带轨道中的电子被激发到导带中。当暴露于足够的能量时,价带电子可以被激发到构成导带的电子轨道,导带中的电子可以在半导体内部...
化工学报:高效可见光响应微生物/光电化学耦合人工光合作用系统
TiO2具有合适的价带位置[pH=7.0时,导带位置约为-0.3V(vs.SHE),价带位置约为2.7V(vs.SHE)],在光照条件下,能够为阴极提供电子,同时TiO2具有优异的光稳定性、化学稳定性、较强的氧化能力和低成本等优点[19-24],因此在耦合系统中选择TiO2作为光阳极材料。图3(a)、(b)为TiO2纳米线阵列的扫描电子显微镜图...
黑磷基异质结构光催化剂丨Engineering
应变调控的BP导带底(CBM)位置比H+/H2电势更负,而价带顶(VBM)位置比O2/H2O电势更正。BP具有合适的带隙宽度和导带价带位置,因此可以作为可见光驱动分解水的光催化剂。图2(a)采用Heyd-Scuseria-Ernzerhof(HSE06,杂化泛函计算)方法得出的引入单轴应变的BP导带底(CBM)和价带顶(VBM)位置;(b)通常条件或单轴...