Dinamica ultraveloce di portatori non termici per fotoeccitazione di nanostrutture platoniche

11 Settembre 2024 by Pubblicazioni

Pubblicato su ACS Photonics un articolo sulla diversa dinamica di generazione dei portatori non termici in array bidimensionali di nanoparticelle d'oro, in seguito alla loro fotoeccitazione sulla risonanza plasmonica o sulla transizione interbanda: "Ultrafast Dynamics of Nonthermal Carriers Following Plasmonic and Interband Photoexcitation of 2D Arrays of Gold Nanoparticles".

La pubblicazione è frutto della collaborazione tra il gruppo di ricerca EFSL di CNR-ISM e i ricercatori di CNR-SPIN, CNR-IFN, dell'Università di Genova e del Politecnico di Milano.

Elettroni e lacune "caldi" generati dalla fotoeccitazione di nanostrutture plasmoniche sono oggetto di notevole attenzione, in quanto il loro elevato contenuto energetico può essere sfruttato in processi che richiedono molta energia. Lo studio della dinamica ultraveloce di questi portatori caldi è particolarmente rilevante in quanto il loro breve tempo di vita ne può compromettere l'utilizzo.
In questo lavoro esperimenti di spettroscopia ultraveloce pompa-sonda hanno permesso di seguire la generazione e il rilassamento dei portatori caldi prodotti nella fotoeccitazione di array bidimensionali di nanoparticelle d'oro. Sono stati rilevati diversi tempi di salita dei segnali transienti eccitando il sistema in corrispondenza della risonanza plasmonica o della transizione interbanda.
Per comprendere meglio i dati sperimentali, è stato applicato un metodo empirico che permette di isolare il contributo degli elettroni non termici nello spettro transiente dimostrando che la comparsa degli elettroni non termici richiede più tempo nel caso di eccitazione interbanda rispetto all'eccitazione plasmonica.
I risultati ottenuti sono stati discussi considerando anche il ruolo dei processi di decadimento Auger-Meitner delle buche nella banda d dell'oro generate in seguito alla transizione interbanda: tale processo "ritarda" la comparsa degli elettroni caldi rispetto all'eccitazione sulla risonanza plasmonica.

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