エネルギー変換のための固体状態および化学システムにおけるプラズモニックホットキャリアダイナミクス

要旨 表面プラズモンは金属ナノ構造内で光を効率的に吸収し、 confinement する経路を提供し、これによりフォトニクスとナノスケールをつなぎます。表面プラズモンの減衰はエネルギーの高い「ホット」キャリアを生成し、これが化学反応を駆動するか、ナノスケールの光化学または光電変換のために半導体に注入される可能性があります。新しいプラズモニックホットキャリアデバイスやアーキテクチャが引き続き実証されていますが、基盤となるプロセスの複雑さにより、そのようなデバイスのすべてのメカニズムと設計要件に関する完全な微視的理解は非常に困難です。ここでは、プラズモニックホットキャリアデバイスを理解しモデル化するための理論的および計算的な取り組みをレビューします。問題をホットキャリアの生成、輸送および収集の三つのステップに分割し、各ステップの適切な詳細レベルで理論的アプローチをレビューし、それらの予測を示します。微視的メカニズムの全体像を完成させ、プラズモニックエネルギー変換のための次世代デバイスや材料の設計を促進するために必要な重要な進展を特定します。