Multiple Carrier Generation at an Exceptionally Low Energy Threshold

作者
Riyanka Karmakar,Pravrati Taank,Debjit Ghoshal,Pushpendra Yadav,Dipendranath Mandal,Megha Shrivastava,Amit Agarwal,Matthew C. Beard,Elisa M. Miller,K. V. Adarsh
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:134 (2): 026903-026903 被引量:5
标识
DOI:10.1103/physrevlett.134.026903
摘要

Multiple carrier generation (MCG), a process wherein two or more carriers are generated from a single high-energy absorbed photon, holds immense promise for quantum sensing, metrology, low-threshold lasers, and photovoltaics. Despite its potential, MCG has faced obstacles such as low efficiency and a high threshold photon energy at least twice the band gap (2E_{g}) of the semiconductor, limiting its application only to a class of materials with low E_{g}. Here, we present a new approach that overcomes this limitation by leveraging carrier-donor scattering to excite secondary electrons from donor states strategically positioned below the conduction band. Our method relies on strong Coulomb interaction, reduced dielectric screening, slow hot carrier cooling, and strictly follows the energy conservation rules. We experimentally demonstrated this idea in a model system of monolayer (1L) MoS_{2} by exploiting electron-donating chalcogen vacancy states. We observed an exceptionally low MCG threshold of ∼1.12E_{g} for the first time in 1L MoS_{2}. Remarkably, the quantum yield can be further increased to >3 by increasing the photon energy to 1.65E_{g}, representing a substantial advancement over existing methods. Our findings extend the horizon of MCG into next-generation high-performance optoelectronic devices with an on-demand operating spectral range spanning from infrared to ultraviolet.

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
刚刚
ding的应助被hho采纳,获得10
1秒前
2秒前
大号发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
molihuakai的应助被猪猪侠采纳,获得10
2秒前
小管完成签到,获得积分10
2秒前
左梦发布了新的文献求助30
2秒前
3秒前
YHY完成签到,获得积分10
3秒前
达拉崩吧完成签到,获得积分10
3秒前
jialin发布了新的文献求助10
4秒前
jojoba发布了新的文献求助10
4秒前
WWW完成签到,获得积分10
5秒前
侯敬远完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
清爽的迎天完成签到 ,获得积分10
6秒前
曹济发布了新的文献求助20
6秒前
吴冠超发布了新的文献求助10
7秒前
Bbsheep发布了新的文献求助10
7秒前
鲤鱼平蓝发布了新的文献求助10
7秒前
隐形曼青的应助被浅色采纳,获得10
7秒前
7秒前
大号完成签到,获得积分20
7秒前
8秒前
赘婿的应助被11采纳,获得10
8秒前
丘比特的应助被tangyuan采纳,获得30
9秒前
侯敬远关注了科研通微信公众号
9秒前
听听不想读啦完成签到,获得积分10
9秒前
XXX完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
羽林完成签到 ,获得积分10
10秒前
科研通AI6.4的应助被Arui采纳,获得10
11秒前
泽诚完成签到,获得积分10
11秒前
毛毛完成签到,获得积分10
11秒前
从容煎蛋完成签到 ,获得积分10
12秒前
lcq发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
打打的应助被mengjie采纳,获得10
12秒前
13秒前
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
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8036005
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9472342
关于积分的说明 21258278
捐赠科研通 7605758
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3390018
关于科研通互助平台的介绍 2521961
邀请新用户注册赠送积分活动 2427312