Photoconductivity and dynamics of excitations in nanostructured and disordered semiconductors on ultrafast time scale
Project goals
Ultrafast conductivity in nanostructured semiconductors and the related nanoscopic charge transport are the key issues for the development of optoelectronic and photovoltaic applications. These processes will be studied by optical pump – THz probe spectroscopy which constitutes a contact-free method accessing the relevant part of the spectrum. Complemented with ultrafast optical spectroscopy, with sample nano-topology inspection and with simulations of carrier motion it will reveal information about the length scales of the carrier localization, conductive coupling among nanoelements, energy landscape within nanostructured samples and local depolarization fields. Within the proposed project we will study nanoscopic transport of charges immediately after photo-excitation in disordered semiconducting systems oriented namely on solar cell technologies (nanostructured Si, Si nanowires, molecular wires, CdSe, CdS nanoparticles, etc.). We will develop adequate physical models and draw general conclusions about charge transport on the nanoscale.
Keywords
ultrafast dynamicsphotoconductivitysemiconductor nanoparticlescharge localizationterahertz
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 17 (SGA0201300005)
Main participants
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Univerzita Karlova / Matematicko-fyzikální fakultaContest type
VS - Public tender
Contract ID
13-12386S
Alternative language
Project name in Czech
Fotovodivost a dynamika excitací v nanostrukturovaných a neuspořádaných polovodičích na ultrarychlé časové škále
Annotation in Czech
Ultrarychlá vodivost v nanostrukturovaných polovodičích a s ní spojený nanoskopický transport náboje představují jednu z klíčových otázek pro rozvoj optoelektronických a fotovoltaických aplikací. Tyto procesy budou studovány pomocí spektroskopie optické excitace – terahertzového sondování, která umožňuje bezkontaktní měření v odpovídající oblasti spektra. Ve spojení s ultrarychlou optickou spektroskopii, znalostí nano-topologie vzorků a simulacemi pohybu nábojů tak určíme délkovou škálu lokalizace nábojů, vodivostní vazbu mezi nanoelementy, profil energetických stavů nanostrukturovaných polovodičů a lokální depolarizační pole. V navrhovaném projektu budeme zkoumat nanoskopický transport nábojů bezprostředně po fotoexcitaci v neuspořádaných polovodičových systémech použitelných zejména v technologii solárních článků (nanostrukturovaný Si, nanodrátky Si, molekulární drátky, nanočástice CdSe a CdS, atd.). Vyvineme adekvátní fyzikální modely a vyvodíme obecné závěry o transportu náboje na nano-měřítku.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
A complete microscopic model of THz conductivity in nanostructured materials has been proposed. The model improves understanding of charge carrier transport in complex nanostructures, which has high application potential e.g. in photovoltaics. High quality publications have been produced and a unique multi-THz spectroscopic system has been built. The project involved students.
Solution timeline
Realization period - beginning
Feb 1, 2013
Realization period - end
Dec 31, 2016
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 12, 2016
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP17-GA0-GA-U/03:1
Data delivery date
Jun 28, 2017
Finance
Total approved costs
15,411 thou. CZK
Public financial support
15,111 thou. CZK
Other public sources
300 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
15 411 CZK thou.
Public support
15 111 CZK thou.
98%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution period
01. 02. 2013 - 31. 12. 2016