催化計 - Nano Letters：自旋保護提高BiVO4的載流子壽命－鑽石舞台

對體相缺陷在量子水平上對載流子動力學的影響的機械理解對抑制半導體中相關的中帶隙介導的電荷重組至關重要，但許多問題仍未得到探索。

近日，南加州大學洛杉磯分校Oleg V. Prezhdo，西安交通大學Maochang Liu等通過從頭算量子動力學模擬並以具有氧空位 (Ov) 的 BiVO4作為模型系統，證實了抑制電荷複合的自旋保護機制。

本文要點

要點1.增強自旋極化不僅將所有陷阱態轉移到一個自旋通道，而且還將陷阱態從中間位置移動到價帶附近，這兩個因素都提高了載流子壽命。

要點2.此外，作者發現原子熱運動輔助電子-聲子耦合與電子和空穴狀態的重疊之間的競爭可以通過調節Ov濃度以最大化自旋保護機制效應來調控。

該工作解決了關於體 Ov在電荷重組中的作用的文獻爭議和矛盾，並為具有增強的載流子動力學的半導體缺陷工程提供了一條途徑。

Chunyang Zhang, et al. Improved Carrier Lifetime in BiVO4 by Spin Protection. Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c02070

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c02070

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