Descripción del proyecto
Un estudio proporciona información adicional sobre la generación de portadores calientes en materiales plasmónicos
A pesar de su pequeño tamaño, las nanopartículas metálicas absorben y dispersan luz con una eficiencia notable. Esto se debe sobre todo a las resonancias de plasmones superficiales localizados, un fenómeno provocado por las ondas de luz atrapadas dentro de las nanopartículas metálicas. El tiempo de vida de estos modos colectivos es muy corto y durante su desintegración, generan electrones y huecos de alta energía. El estudio de estos portadores calientes tiene ramificaciones para aplicaciones en energía fotovoltaica, fotocatálisis o fotodetección. En el proyecto RealNanoPlasmon, financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, se desarrollaron métodos de primeros principios para abordar la generación de portadores calientes plasmónicos con una resolución atómica. Estos métodos deberían proporcionar información adicional sobre los efectos a escala atómica, subestimados en gran parte por los modelos aproximados.
Objetivo
Metal nanoparticles absorb and scatter light much more than their physical size would suggest. This is caused by localized surface plasmon resonances formed upon light illumination in the nanoparticle. The plasmon resonances are characterized by collective oscillations of free electrons in the particle, but soon after its formation, typically on a femtosecond timescale, the collective plasmon mode decays via emission or via non-radiative creation of electron-hole pairs. As a result of the latter decay mechanism, high-energy electrons and holes, so-called hot carriers, are left behind. When these plasmon-induced hot carriers escape from the nanoparticle to the environment, or are induced there directly, they can be utilized for multitude of applications, such as photovoltaics, photocatalysis, or photodetection.
Similarly to the plasmon resonance, the distribution of plasmon-generated hot carriers is highly dependent on the size, shape, and composition of the nanoparticle. In recent years, atomic-scale effects on plasmon resonances have become increasingly scrutinized theoretically and computationally along with sophisticated experimental techniques. Despite this development, for plasmonic hot-carrier generation the bulk of the present understanding is based on model systems or approximative methods neglecting the underlying atomic structure. The aim of this project is to develop first-principles methods for addressing plasmonic hot-carrier generation by fully accounting for the atomic structure and elemental distribution, and shed light on atomic-scale effects on hot-carrier generation by virtue of the developed methods.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
412 96 GOTEBORG
Suecia