Dynamique des excitons dans les nanocristaux semi-conducteurs

Cet article de revue donne un aperçu des avancées récentes dans l'étude et la compréhension de la dynamique des excitons dans les nanocristaux semi-conducteurs (NC) ou les points quantiques (QD). L'accent est mis sur la relation entre la dynamique des excitons et les propriétés optiques, tant linéaires que non linéaires. Nous nous concentrons également sur les aspects uniques de la dynamique des excitons dans les NC semi-conducteurs par rapport à celle dans les cristaux massifs. Différentes techniques expérimentales pour sonder la dynamique des excitons, notamment les méthodes laser résolues dans le temps, sont examinées. Des modèles pertinents et des études computationnelles sont également présentés brièvement. En comparant différents systèmes de matériaux, une image unificatrice est proposée pour rendre compte des principales caractéristiques dynamiques des excitons dans les QD semi-conducteurs. Bien que les processus dynamiques spécifiques impliqués dépendent du matériau, des processus clés peuvent être identifiés pour tous les matériaux, notamment le déphasage électronique, la relaxation intraband, le piégeage et la recombinaison interband des porteurs de charge libres et piégés (électron et trou). La dynamique des excitons joue un rôle essentiel dans les propriétés fondamentales et les fonctionnalités des nanomatériaux d'intérêt pour une variété d'applications, y compris les détecteurs optiques, la conversion d'énergie solaire, les lasers et les capteurs. Une meilleure compréhension de la dynamique des excitons dans les nanomatériaux est donc importante tant sur le plan fondamental que technologique.